JPWO2012164745A1 - Cooling system and vehicle equipped with the same - Google Patents

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Abstract

発熱源を冷却するための冷却システムは、発熱源を冷却する液媒体を循環させる流路（１１６）と、流路（１１６）上に設けられた液媒体を循環させるためのポンプ（１０４）と、ポンプ（１０４）の実回転数を検出するための回転数検出部（１１４）と、ポンプ（１０４）の吐出流量を制御するための制御装置（３０）とを備える。制御装置（３０）は、所定期間におけるポンプ（１０４）の実回転数のばらつき度合いとして、実回転数の標準偏差を算出する。制御装置（３０）は、その算出した実回転数の標準偏差に応じてポンプ（１０４）の吐出流量を制御する。The cooling system for cooling the heat generation source includes a flow path (116) for circulating the liquid medium for cooling the heat generation source, and a pump (104) for circulating the liquid medium provided on the flow path (116). , A rotation speed detector (114) for detecting the actual rotation speed of the pump (104), and a control device (30) for controlling the discharge flow rate of the pump (104). The control device (30) calculates the standard deviation of the actual rotational speed as the degree of variation in the actual rotational speed of the pump (104) during the predetermined period. The control device (30) controls the discharge flow rate of the pump (104) according to the calculated standard deviation of the actual rotational speed.

Description

この発明は、冷却システムおよびそれを備える車両に関し、より特定的には、冷却システムの動作状況を診断するための技術に関する。   The present invention relates to a cooling system and a vehicle including the cooling system, and more particularly to a technique for diagnosing an operating state of the cooling system.

駆動源として電動機を用いる電動車両においては、電動機および電動機を駆動するインバータ等の駆動装置の過熱を防ぐために、電動機および駆動装置を冷却するための冷却システムが搭載されている。この冷却システムとしては、冷却水を循環させる流路、当該流路に冷却水を循環させる電動ポンプおよび冷却水を冷却するラジエータを備えるものが知られている。この種の冷却システムにおいては、電動ポンプの吐出流量が電動機および駆動装置の運転状態に基づいて決定される目標吐出流量となるように、電動ポンプの回転数制御を行なう技術が提案されている。   In an electric vehicle using an electric motor as a drive source, a cooling system for cooling the electric motor and the driving device is mounted in order to prevent overheating of the electric motor and a driving device such as an inverter that drives the electric motor. As this cooling system, a system including a flow path for circulating cooling water, an electric pump for circulating cooling water through the flow path, and a radiator for cooling the cooling water is known. In this type of cooling system, a technique has been proposed in which the rotational speed of the electric pump is controlled so that the discharge flow rate of the electric pump becomes a target discharge flow rate determined based on the operating state of the electric motor and the drive device.

上記の冷却システムにおいて、流路内に空気が混入した状態で電動ポンプを駆動し続けると、電動ポンプの内部のモータの軸受け部分等に混入した空気が滞留し、いわゆる「エア噛み」と称される状態が生じ易くなる。このエア噛みが生じている軸受け部分では、冷却水が不足するために、過剰な熱負荷による不具合（軸受け部分の焼きつき等）が発生する虞がある。   In the above cooling system, if the electric pump continues to be driven in a state where air is mixed in the flow path, the mixed air stays in the bearing portion of the motor inside the electric pump and is referred to as so-called “air biting”. State is likely to occur. Since the cooling water is insufficient in the bearing portion where the air is biting, there is a possibility that a malfunction (such as seizure of the bearing portion) due to an excessive heat load may occur.

また、空気が流路内に滞留することによって冷却水の循環が阻害されるために、冷却システムの冷却性能が低下する虞がある。   Moreover, since the circulation of the cooling water is hindered by the air remaining in the flow path, the cooling performance of the cooling system may be deteriorated.

そこで、流路内に空気が混入しているか否かを判定するための技術として、たとえば特開２００８−９５５７０号公報（特許文献１）には、電動ポンプの動作状態を示すパラメータ（電動ポンプの回転数または電流値）を監視し、その監視されたパラメータに基づいて流路内に空気が混入しているか否かを判定する空気混入検出装置が開示される。この特許文献１に記載される空気混入検出装置は、流路内に空気が混入していると判定された場合には、回転数を高めるように電動ポンプを制御する。   Therefore, as a technique for determining whether or not air is mixed in the flow path, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-95570 (Patent Document 1) includes a parameter (an electric pump An air mixing detection device is disclosed that determines whether or not air is mixed in the flow path based on the monitored parameter. The air mixing detection device described in Patent Document 1 controls the electric pump so as to increase the rotation speed when it is determined that air is mixed in the flow path.

特開２００８−９５５７０号公報JP 2008-95570 A 特開２００８−１８４９９６号公報JP 2008-184996 A 特開２００５−３６７８７号公報JP 2005-36787 A 特開平５−１７９９４８号公報JP-A-5-179948

上記の特許文献１に記載される空気混入検出装置では、電動ポンプの動作状態を示すパラメータと所定閾値との大小関係に基づいて、流路内に空気が混入しているか否かを判定することができるが、流路内への空気の混入量について判定することは困難である。そのため、特許文献１に記載の技術では、流路内に空気が混入していると判定されると、一律に、電動ポンプの回転数を高めて電動ポンプの吐出流量を増加させる制御を実行するが、増加後の電動ポンプの吐出流量が必ずしも流路内に残存した空気を取り除くのに適した冷却水の流量とはなっていないという問題がある。たとえば電動ポンプ内に空気が滞留している場合には、電動ポンプの吐出流量を増加することで空気を押し流すことができるが、その一方で、流路内への空気の混入量が相対的に少ない場合や空気の粒が小さい場合には、流路内を流れる冷却水の流速が上昇することによってリザーバータンクでの冷却水と空気との分離機能が低下してしまい、却って空気を取り除き難くなってしまう。   In the air mixing detection device described in Patent Document 1, it is determined whether air is mixed in the flow path based on the magnitude relationship between the parameter indicating the operating state of the electric pump and a predetermined threshold value. However, it is difficult to determine the amount of air mixed into the flow path. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, when it is determined that air is mixed in the flow path, control is performed to uniformly increase the rotational speed of the electric pump and increase the discharge flow rate of the electric pump. However, there is a problem that the discharge flow rate of the electric pump after the increase is not necessarily a flow rate of cooling water suitable for removing air remaining in the flow path. For example, when air stays in the electric pump, the air can be swept away by increasing the discharge flow rate of the electric pump. When there are few or small air particles, the flow rate of the cooling water flowing in the flow path increases and the function of separating the cooling water and air in the reservoir tank decreases, making it difficult to remove the air. End up.

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却システムの流路内に混入した空気を確実に除去することが可能な冷却システムおよびそれを備える車両を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cooling system capable of reliably removing air mixed in the flow path of the cooling system and a vehicle including the same. Is to provide.

この発明のある局面に従えば、発熱源を冷却するための冷却システムであって、発熱源を冷却する液媒体を循環させる流路と、流路上に設けられた液媒体を循環させるためのポンプと、ポンプの実回転数を検出するための回転数検出部と、所定期間におけるポンプの実回転数のばらつき度合いに応じてポンプの吐出流量を制御するための制御装置とを備える。   According to one aspect of the present invention, there is provided a cooling system for cooling a heat generation source, a flow path for circulating a liquid medium for cooling the heat generation source, and a pump for circulating the liquid medium provided on the flow path And a rotational speed detector for detecting the actual rotational speed of the pump, and a control device for controlling the discharge flow rate of the pump in accordance with the degree of variation in the actual rotational speed of the pump during a predetermined period.

好ましくは、制御装置は、所定期間におけるポンプの実回転数の標準偏差に応じてポンプの吐出流量を制御する。   Preferably, the control device controls the discharge flow rate of the pump according to the standard deviation of the actual rotation speed of the pump in a predetermined period.

好ましくは、制御装置は、標準偏差が第１の閾値を超える場合には、標準偏差が第１の閾値以下となる場合と比べて、ポンプの吐出流量を増加させる。   Preferably, the control device increases the discharge flow rate of the pump when the standard deviation exceeds the first threshold value as compared with the case where the standard deviation is equal to or less than the first threshold value.

好ましくは、制御装置は、標準偏差が第１の閾値よりも小さく、かつ第２の閾値を超える場合には、標準偏差が第２の閾値以下となる場合と比べて、ポンプの吐出流量を減少させる。   Preferably, the control device reduces the discharge flow rate of the pump when the standard deviation is smaller than the first threshold and exceeds the second threshold, as compared with the case where the standard deviation is equal to or smaller than the second threshold. Let

好ましくは、制御装置は、標準偏差が第２の閾値以下となる場合には、ポンプの吐出流量を維持する。   Preferably, the control device maintains the discharge flow rate of the pump when the standard deviation is equal to or smaller than the second threshold value.

好ましくは、制御装置は、実回転数のばらつき度合いに基づいて推定される流路内への空気の混入量に応じてポンプの吐出流量を制御する。   Preferably, the control device controls the discharge flow rate of the pump in accordance with the amount of air mixed into the flow path estimated based on the degree of variation in the actual rotational speed.

好ましくは、冷却システムは、流路によって発熱源およびポンプと直列かつ環状に接続され、液媒体と空気とを分離可能に構成されたリザーバータンクをさらに備える。所定期間は、少なくとも液媒体が流路を一巡するのに必要な時間を含むように設定される。   Preferably, the cooling system further includes a reservoir tank connected in series and annularly with the heat source and the pump by a flow path and configured to be able to separate the liquid medium and air. The predetermined period is set so as to include at least a time required for the liquid medium to make a round of the flow path.

この発明の別の局面に従えば、車両は、電動機を駆動源として用いる駆動装置と、電動機および駆動装置を冷却するための冷却システムとを備える。冷却システムは、液媒体を循環させる流路と、流路上に設けられた液媒体を循環させるためのポンプと、ポンプの実回転数を検出するための回転数検出部とを含む。冷却システムは、所定期間におけるポンプの実回転数のばらつき度合いに応じてポンプの吐出流量を制御するための制御装置をさらに備える。   According to another aspect of the present invention, a vehicle includes a drive device that uses an electric motor as a drive source, and a cooling system for cooling the electric motor and the drive device. The cooling system includes a flow path for circulating the liquid medium, a pump for circulating the liquid medium provided on the flow path, and a rotation speed detection unit for detecting the actual rotation speed of the pump. The cooling system further includes a control device for controlling the discharge flow rate of the pump in accordance with the degree of variation in the actual rotational speed of the pump during a predetermined period.

本発明によれば、冷却システムの流路内に混入した空気を確実に除去することができる。   According to the present invention, air mixed in the flow path of the cooling system can be reliably removed.

本発明の実施の形態による冷却システムが搭載された車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with a cooling system according to an embodiment of the present invention. 図１の車両の構成のうち冷却システムの構成を抽出して示す図である。It is a figure which extracts and shows the structure of a cooling system among the structures of the vehicle of FIG. 回転数センサの検出値によって取得されるウォーターポンプの実回転数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the real rotation speed of the water pump acquired by the detected value of a rotation speed sensor. 制御装置で実行される冷却システムの診断処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the diagnostic process of the cooling system performed with a control apparatus.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明が繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態による冷却システムが搭載された車両１００の概略構成図である。なお、車両１００は電気自動車の例を示したが、冷却システムを搭載する車両であれば、本発明は電気自動車以外でも内燃機関を併用するハイブリッド自動車や燃料電池車にも適用可能である。(Vehicle configuration)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle 100 equipped with a cooling system according to an embodiment of the present invention. In addition, although the vehicle 100 showed the example of the electric vehicle, as long as it is a vehicle carrying a cooling system, this invention is applicable also to the hybrid vehicle and fuel cell vehicle which use an internal combustion engine together other than an electric vehicle.

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置であるバッテリＢと、電圧センサ１０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）４０と、モータジェネレータＭＧと、制御装置３０とを備える。ＰＣＵ４０は、電圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ０，Ｃ１と、電圧センサ１３と、インバータ１４とを含む。なお、ＰＣＵ４０は、電圧コンバータ１２を設けずにインバータ１４のみを含むものであってもよい。車両１００は、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータ１４に給電するための正母線ＰＬ２をさらに備える。   Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a battery B that is a power storage device, a voltage sensor 10, a power control unit (PCU) 40, a motor generator MG, and a control device 30. PCU 40 includes a voltage converter 12, smoothing capacitors C 0 and C 1, a voltage sensor 13, and an inverter 14. Note that the PCU 40 may include only the inverter 14 without providing the voltage converter 12. Vehicle 100 further includes a positive bus PL2 for supplying power to inverter 14 that drives motor generator MG.

平滑用コンデンサＣ１は、正母線ＰＬ１および負母線ＳＬ２の間に接続される。電圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。平滑用コンデンサＣ０は、電圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣ０の端子間の電圧ＶＨを検出して制御装置３０に出力する。   Smoothing capacitor C1 is connected between positive bus PL1 and negative bus SL2. The voltage converter 12 boosts the voltage across the terminals of the smoothing capacitor C1. The smoothing capacitor C0 smoothes the voltage boosted by the voltage converter 12. The voltage sensor 13 detects the voltage VH between the terminals of the smoothing capacitor C0 and outputs it to the control device 30.

車両１００は、さらに、バッテリＢの正極と正母線ＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、バッテリＢの負極と負母線ＳＬ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧとを備える。   Vehicle 100 further includes a system main relay SMRB connected between the positive electrode of battery B and positive bus PL1, and a system main relay SMRG connected between the negative electrode of battery B and negative bus SL2.

システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号ＳＥに応じて導通／非導通状態が制御される。電圧センサ１０は、バッテリＢの端子間の電圧ＶＢを検出する。図示しないが、電圧センサ１０とともに、バッテリＢの充電状態を監視するために、バッテリＢに流れる電流ＩＢを検出するための電流センサが設けられている。   System main relays SMRB and SMRG are controlled to be in a conductive / non-conductive state in accordance with control signal SE provided from control device 30. The voltage sensor 10 detects a voltage VB between the terminals of the battery B. Although not shown, a current sensor for detecting the current IB flowing through the battery B is provided together with the voltage sensor 10 in order to monitor the state of charge of the battery B.

バッテリＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。負母線ＳＬ２は、電圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４側に延びている。   As the battery B, for example, a secondary battery such as a lead storage battery, a nickel metal hydride battery, or a lithium ion battery, or a large capacity capacitor such as an electric double layer capacitor can be used. Negative bus SL2 extends through voltage converter 12 to inverter 14 side.

電圧コンバータ１２は、バッテリＢと正母線ＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である。電圧コンバータ１２は、一方端が正母線ＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、正母線ＰＬ２と負母線ＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。   Voltage converter 12 is a voltage converter that is provided between battery B and positive bus PL2 and performs voltage conversion. Voltage converter 12 has one end connected to reactor L1 connected to positive bus PL1, IGBT devices Q1 and Q2 connected in series between positive bus PL2 and negative bus SL2, and IGBT devices Q1 and Q2, respectively. Diodes D1 and D2.

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。   Reactor L1 has the other end connected to the emitter of IGBT element Q1 and the collector of IGBT element Q2. The cathode of diode D1 is connected to the collector of IGBT element Q1, and the anode of diode D1 is connected to the emitter of IGBT element Q1. The cathode of diode D2 is connected to the collector of IGBT element Q2, and the anode of diode D2 is connected to the emitter of IGBT element Q2.

インバータ１４は、正母線ＰＬ２および負母線ＳＬ２に接続されている。インバータ１４は車輪を駆動するモータジェネレータＭＧに対して電圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ１４は、回生制動に伴ない、モータジェネレータＭＧにおいて発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。   Inverter 14 is connected to positive bus PL2 and negative bus SL2. Inverter 14 converts the DC voltage output from voltage converter 12 into a three-phase AC voltage and outputs the same to motor generator MG driving the wheels. Further, the inverter 14 returns the electric power generated in the motor generator MG to the voltage converter 12 along with the regenerative braking. At this time, the voltage converter 12 is controlled by the control device 30 so as to operate as a step-down circuit.

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、正母線ＰＬ２と負母線ＳＬ２との間に並列に接続される。   Inverter 14 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 are connected in parallel between positive bus PL2 and negative bus SL2.

Ｕ相アーム１５は、正母線ＰＬ２と負母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。   U-phase arm 15 includes IGBT elements Q3 and Q4 connected in series between positive bus PL2 and negative bus SL2, and diodes D3 and D4 connected in parallel with IGBT elements Q3 and Q4, respectively. The cathode of diode D3 is connected to the collector of IGBT element Q3, and the anode of diode D3 is connected to the emitter of IGBT element Q3. The cathode of diode D4 is connected to the collector of IGBT element Q4, and the anode of diode D4 is connected to the emitter of IGBT element Q4.

Ｖ相アーム１６は、正母線ＰＬ２と負母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。   V-phase arm 16 includes IGBT elements Q5 and Q6 connected in series between positive bus PL2 and negative bus SL2, and diodes D5 and D6 connected in parallel with IGBT elements Q5 and Q6, respectively. The cathode of diode D5 is connected to the collector of IGBT element Q5, and the anode of diode D5 is connected to the emitter of IGBT element Q5. The cathode of diode D6 is connected to the collector of IGBT element Q6, and the anode of diode D6 is connected to the emitter of IGBT element Q6.

Ｗ相アーム１７は、正母線ＰＬ２と負母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。   W-phase arm 17 includes IGBT elements Q7, Q8 connected in series between positive bus PL2 and negative bus SL2, and diodes D7, D8 connected in parallel with IGBT elements Q7, Q8, respectively. The cathode of diode D7 is connected to the collector of IGBT element Q7, and the anode of diode D7 is connected to the emitter of IGBT element Q7. The cathode of diode D8 is connected to the collector of IGBT element Q8, and the anode of diode D8 is connected to the emitter of IGBT element Q8.

モータジェネレータＭＧは、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのステータコイルは各々の一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引き出されたラインに接続される。また、Ｖ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引き出されたラインに接続される。また、Ｗ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引き出されたラインに接続される。   Motor generator MG is a three-phase permanent magnet synchronous motor, and one end of each of three stator coils of U, V, and W phases is connected to a neutral point. The other end of the U-phase coil is connected to a line drawn from the connection node of IGBT elements Q3 and Q4. The other end of the V-phase coil is connected to a line drawn from the connection node of IGBT elements Q5 and Q6. The other end of the W-phase coil is connected to a line drawn from the connection node of IGBT elements Q7 and Q8.

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧに流れる電流をモータ電流ＭＣＲＴとして検出し、モータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。   Current sensor 24 detects a current flowing through motor generator MG as motor current MCRT, and outputs motor current MCRT to control device 30.

制御装置３０は、アクセルセンサ１１１からアクセル開度を受け、シフトポジションセンサ１１３からシフトレバーの設定位置を受ける。さらに、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧの回転速度と、電流ＩＢおよび電圧ＶＢ，ＶＨの各値と、モータ電流ＭＣＲＴと、起動信号ＩＧＯＮとを受ける。そして制御装置３０は、これらの情報に基づいて電圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御する。   Control device 30 receives the accelerator opening from accelerator sensor 111 and the set position of the shift lever from shift position sensor 113. Further, control device 30 receives the rotational speed of motor generator MG, current IB and voltages VB and VH, motor current MCRT, and activation signal IGON. Then, control device 30 controls voltage converter 12 and inverter 14 based on these pieces of information.

具体的には、制御装置３０は、電圧コンバータ１２に対して、昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ、降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。   Specifically, control device 30 outputs to voltage converter 12 a control signal PWU for instructing step-up, a control signal PWD for instructing step-down, and a shutdown signal instructing prohibition of operation.

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して、電圧コンバータ１２から出力される直流電圧を、モータジェネレータＭＧを駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩと、モータジェネレータＭＧで発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣとを出力する。   Further, control device 30 provides control signal PWMI for instructing inverter 14 to convert the DC voltage output from voltage converter 12 into an AC voltage for driving motor generator MG, and motor generator MG. A control signal PWMC for performing a regeneration instruction for converting the generated AC voltage into a DC voltage and returning it to the voltage converter 12 side is output.

（冷却システムの構成）
図１に示す構成において、車両１００は、ＰＣＵ４０およびモータジェネレータＭＧを冷却するための冷却システムとして、ラジエータ１０２と、リザーバータンク１０６と、ウォーターポンプ１０４とをさらに備える。図２には、図１の車両１００の構成のうち冷却システムの構成が抽出して示されている。(Cooling system configuration)
In the configuration shown in FIG. 1, vehicle 100 further includes a radiator 102, a reservoir tank 106, and a water pump 104 as a cooling system for cooling PCU 40 and motor generator MG. FIG. 2 shows the configuration of the cooling system extracted from the configuration of the vehicle 100 of FIG.

ラジエータ１０２とＰＣＵ４０とリザーバータンク１０６とウォーターポンプ１０４とモータジェネレータＭＧとは、流路１１６によって直列に環状に接続されている。   The radiator 102, the PCU 40, the reservoir tank 106, the water pump 104, and the motor generator MG are annularly connected in series by a flow path 116.

ウォーターポンプ１０４は、不凍液などの冷却水を循環させるためのポンプである。ウォーターポンプ１０４は、リザーバータンク１０６から冷却水を吸引し、モータジェネレータＭＧに向けて冷却水を循環させる。   The water pump 104 is a pump for circulating cooling water such as antifreeze. Water pump 104 sucks the cooling water from reservoir tank 106 and circulates the cooling water toward motor generator MG.

回転数センサ１１４は、ウォーターポンプ１０４の回転数（以下、Ｗ／Ｐ回転数と記す）Ｎを検出する。回転数センサ１１４は制御装置３０と電気的に接続されており、制御装置３０は、回転数センサ１１４により検出されたＷ／Ｐ回転数Ｎを、絶えず、あるいは一定または不定周期で把握することができる。   The rotation speed sensor 114 detects the rotation speed N (hereinafter referred to as W / P rotation speed) N of the water pump 104. The rotational speed sensor 114 is electrically connected to the control device 30, and the control device 30 can grasp the W / P rotational speed N detected by the rotational speed sensor 114 continuously or at a constant or indefinite period. it can.

なお、本発明に係る「回転数」とは、回転数そのものを含み、例えば単位時間当たりの回転数である回転速度など、時間概念と対応付けられる回転数を含む概念である。また、「ウォーターポンプ１０４の回転数（Ｗ／Ｐ回転数）」とは、ウォーターポンプ１０４において、冷却水の循環供給量（たとえば、吐出流量）と対応付けられる、回転可能な部位の回転数を指す。好適には、ウォーターポンプ１０４の動力源であるモータ、あるいは当該モータの回転に伴なって回転するポンプインペラ等の回転数を指す。   The “rotation speed” according to the present invention is a concept including the rotation speed itself, and including a rotation speed associated with a time concept such as a rotation speed that is a rotation speed per unit time. In addition, “the number of rotations of the water pump 104 (W / P number of rotations)” refers to the number of rotations of the rotatable portion that is associated with the circulating supply amount (for example, discharge flow rate) of the cooling water in the water pump 104. Point to. Preferably, it indicates the number of rotations of a motor that is a power source of the water pump 104 or a pump impeller that rotates as the motor rotates.

ラジエータ１０２は、ＰＣＵ４０内部の電圧コンバータ１２およびインバータ１４を冷却した後の冷却水を流路１１６から受け、その受けた冷却水を図示しないラジエータファンを用いて冷却する。   Radiator 102 receives cooling water after cooling voltage converter 12 and inverter 14 inside PCU 40 from flow path 116, and cools the received cooling water using a radiator fan (not shown).

ＰＣＵ４０の冷却水入口付近には、冷却水温を検出する温度センサ１０８が設けられている。温度センサ１０８からは冷却水温ＴＷが制御装置３０に送信される。また、ＰＣＵ４０の内部には、電圧コンバータ１２の温度ＴＣを検出する温度センサ１１０と、インバータ１４の温度ＴＩを検出する温度センサ１１２とが設けられている。温度センサ１１０，１１２としては、インテリジェントパワーモジュールに内蔵されている温度検出素子等が用いられる。   In the vicinity of the cooling water inlet of the PCU 40, a temperature sensor 108 for detecting the cooling water temperature is provided. The cooling water temperature TW is transmitted from the temperature sensor 108 to the control device 30. In addition, a temperature sensor 110 that detects the temperature TC of the voltage converter 12 and a temperature sensor 112 that detects the temperature TI of the inverter 14 are provided inside the PCU 40. As the temperature sensors 110 and 112, a temperature detection element or the like built in the intelligent power module is used.

制御装置３０は、温度センサ１１０からの温度ＴＣと温度センサ１１２からの温度ＴＩとに基づいて、ウォーターポンプ１０４を駆動するための信号ＳＰを生成し、その生成した信号ＳＰをウォーターポンプ１０４へ出力する。   Control device 30 generates signal SP for driving water pump 104 based on temperature TC from temperature sensor 110 and temperature TI from temperature sensor 112, and outputs the generated signal SP to water pump 104. To do.

（冷却システムの診断）
図２に示す冷却システムにおいて、ラジエータ１０２、ＰＣＵ４０、リザーバータンク１０６、ウォーターポンプ１０４およびモータジェネレータＭＧは、流路１１６によって直列に環状に接続されている。(Diagnosis of cooling system)
In the cooling system shown in FIG. 2, the radiator 102, the PCU 40, the reservoir tank 106, the water pump 104, and the motor generator MG are annularly connected in series by a flow path 116.

流路１１６を流れる冷却水の流量、すなわち、ウォーターポンプ１０４の吐出流量は、制御装置３０により実行されるウォーターポンプ１０４の回転数制御によって制御される。具体的には、制御装置３０は、温度センサ１１０からの温度ＴＣおよび温度センサ１１２からの温度ＴＩに基づいて、ウォーターポンプ１０４の目標回転数を決定する。目標回転数は、Ｗ／Ｐ回転数Ｎの制御上の目標値を指す。制御装置３０は、電圧コンバータ１２の温度ＴＣおよびインバータ１４の温度ＴＩに応じたウォーターポンプ１０４の最適な回転数を定めるためのマップを有している。このマップは、例えば実験、シミュレーション等により取得したデータにより構成される。具体的には、例えば実験によりモータジェネレータＭＧの回転数、およびウォーターポンプ１０４の回転数を様々な値に変化させたときの冷却水温ＴＷを検出し、冷却に適した回転数を逐次特定することで、当該マップを構成することができる。制御装置３０は、温度センサ１１０からの温度ＴＣおよび温度センサ１１２からの温度ＴＩに基づいて、当該マップからウォーターポンプ１０４の最適な回転数（目標回転数）を読出し、その読出した目標回転数でウォーターポンプ１０４を駆動するための信号ＳＰを生成してウォーターポンプ１０４へ出力する。   The flow rate of the cooling water flowing through the flow path 116, that is, the discharge flow rate of the water pump 104 is controlled by the rotation speed control of the water pump 104 executed by the control device 30. Specifically, control device 30 determines a target rotational speed of water pump 104 based on temperature TC from temperature sensor 110 and temperature TI from temperature sensor 112. The target rotational speed refers to a target value for controlling the W / P rotational speed N. The control device 30 has a map for determining the optimum rotational speed of the water pump 104 according to the temperature TC of the voltage converter 12 and the temperature TI of the inverter 14. This map is composed of data acquired by, for example, experiments or simulations. Specifically, for example, by detecting the cooling water temperature TW when the rotation speed of the motor generator MG and the rotation speed of the water pump 104 are changed to various values through experiments, the rotation speed suitable for cooling is sequentially specified. Thus, the map can be configured. Based on the temperature TC from the temperature sensor 110 and the temperature TI from the temperature sensor 112, the control device 30 reads the optimum rotational speed (target rotational speed) of the water pump 104 from the map and uses the read target rotational speed. A signal SP for driving the water pump 104 is generated and output to the water pump 104.

このようにして、制御装置３０は、目標回転数を決定すると、ウォーターポンプ１０４の回転数Ｎが目標回転数となるようにウォーターポンプ１０４内部のモータを制御することによって、ウォーターポンプ１０４を通常運転する。なお、「通常運転」とは、後述する「間欠運転」と相対するものであり、決定された目標回転数が得られるようにウォーターポンプ１０４を運転する通常の運転態様を指す。   In this way, when the control device 30 determines the target rotational speed, the control device 30 controls the motor inside the water pump 104 so that the rotational speed N of the water pump 104 becomes the target rotational speed, thereby operating the water pump 104 in a normal operation. To do. The “normal operation” is opposed to “intermittent operation” described later, and refers to a normal operation mode in which the water pump 104 is operated so as to obtain the determined target rotational speed.

ウォーターポンプ１０４が通常運転されると、制御装置３０は、回転数センサ１１４により検出されるＷ／Ｐ回転数Ｎによりウォーターポンプ１０４の実回転数を取得する。そして、制御装置３０は、取得したウォーターポンプ１０４の実回転数（Ｗ／Ｐ回転数Ｎ）に基づいて、冷却システムの動作状況を診断する。以下に、本発明の実施の形態に係る冷却システムの診断処理について、図３および図４を参照して説明する。   When the water pump 104 is normally operated, the control device 30 acquires the actual rotational speed of the water pump 104 based on the W / P rotational speed N detected by the rotational speed sensor 114. And the control apparatus 30 diagnoses the operating condition of a cooling system based on the actual rotation speed (W / P rotation speed N) of the acquired water pump 104. FIG. Hereinafter, the diagnosis processing of the cooling system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図３は、回転数センサ１１４の検出値によって取得されるウォーターポンプ１０４の実回転数の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the actual rotational speed of the water pump 104 acquired based on the detection value of the rotational speed sensor 114.

図３を参照して、ウォーターポンプ１０４の通常運転時には、ウォーターポンプ１０４の実回転数（Ｗ／Ｐ回転数Ｎ）は、理論的には目標回転数に一致する。実際には実回転数は、回転数センサ１１４の検出値に含まれる誤差を含んでいる。   Referring to FIG. 3, during the normal operation of water pump 104, the actual rotational speed (W / P rotational speed N) of water pump 104 theoretically matches the target rotational speed. Actually, the actual rotational speed includes an error included in the detection value of the rotational speed sensor 114.

ここで、車両１００が平坦な走行路を走行中に急制動が実行された場合を想定する。図３において、時刻ｔ１に急制動が実行されると、車両１００には大きな加速度が加わる。これにより車体が振動したり、車体の姿勢が変化すると、冷却システムでは、リザーバータンク１０６等を介して流路１１６内に空気が混入し易くなる。流路１１６内に空気が混入するとは、空気の塊が流路１１６内に滞留する、あるいは、ウォーターポンプ１０４のポンプ室に空気が入ることをいう。なお、冷却水の注水時や交換時においても、流路１１６から一時的に冷却水が抜き取られることによって、流路１１６内に空気が混入する可能性がある。   Here, it is assumed that sudden braking is executed while the vehicle 100 is traveling on a flat traveling path. In FIG. 3, when sudden braking is executed at time t1, a large acceleration is applied to the vehicle 100. As a result, when the vehicle body vibrates or the posture of the vehicle body changes, in the cooling system, air easily enters the flow path 116 via the reservoir tank 106 or the like. The entry of air into the flow path 116 means that an air mass stays in the flow path 116 or that air enters the pump chamber of the water pump 104. In addition, even when cooling water is poured or replaced, there is a possibility that air is mixed into the flow path 116 by temporarily removing the cooling water from the flow path 116.

流路１１６内に空気が混入した場合には、ウォーターポンプ１０４にかかる負荷は、流路１１６内に空気が混入していない場合に比べて小さくなる。そのため、ウォーターポンプ１０４の回転数が目標回転数となるようにウォーターポンプ１０４を制御すると、実回転数は目標回転数よりも大きくなる。なお、時刻ｔ２における実回転数の上昇は、ウォーターポンプ１０４の内部に空気が混入したことを示している。   When air is mixed in the flow path 116, the load applied to the water pump 104 is smaller than when air is not mixed in the flow path 116. Therefore, when the water pump 104 is controlled so that the rotation speed of the water pump 104 becomes the target rotation speed, the actual rotation speed becomes larger than the target rotation speed. Note that the increase in the actual rotational speed at time t2 indicates that air has entered the water pump 104.

ウォーターポンプ１０４では、冷却水と比較して混入した空気が吐出され難いため、ウォーターポンプ１０４におけるモータの軸受け部等に混入した空気が滞留し、いわゆる「エア噛み」と称される状態が生じ易い。このようなエア噛みが生じている部位では、冷却水が相対的に不足するため、必然的に軸受け部の焼き付き等の過剰な熱負荷による不具合が発生する虞がある。このような不具合からウォーターポンプ１０４を保護するために、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の過回転を検出すると、間欠運転が行なわれるようにウォーターポンプ１０４を制御する。   In the water pump 104, the mixed air is less likely to be discharged than in the cooling water, so that the mixed air stays in the motor bearing portion of the water pump 104, and a state called "air biting" is likely to occur. . In such a portion where the air is biting, there is a relative shortage of cooling water, which may inevitably cause a problem due to excessive heat load such as seizure of the bearing portion. In order to protect the water pump 104 from such a malfunction, the control device 30 controls the water pump 104 so that the intermittent operation is performed when the over rotation of the water pump 104 is detected.

間欠運転では、通常運転期間の一部が、目標回転数とは別に設定された低回転数でウォーターポンプ１０４を駆動させる運転期間に置換される。なお、時刻ｔ３〜ｔ４に示される低回転の運転期間におけるウォーターポンプ１０４の動作形態としては、ウォーターポンプ１０４を停止させてもよいし、実質的に回転数が零とみなし得る程度に低い回転数でウォーターポンプ１０４を駆動してもよい。   In the intermittent operation, a part of the normal operation period is replaced with an operation period in which the water pump 104 is driven at a low rotation speed set separately from the target rotation speed. Note that, as an operation mode of the water pump 104 in the low-rotation operation period shown at times t3 to t4, the water pump 104 may be stopped, or the rotation speed is low enough that the rotation speed can be regarded as substantially zero. Then, the water pump 104 may be driven.

このように間欠運転を実行することによって、ウォーターポンプ１０４の実回転数が相対的に高い期間と相対的に低い期間とが適宜切替わるため、冷却水の脈動が発生し易い。このような脈動によって、ウォーターポンプ１０４のエア噛みが解消され易くなる。また、流路１１６内に滞留している空気が冷却水とともにリザーバータンク１０６に押し流され易くなる。リザーバータンク１０６において空気と冷却水とが分離させられると、空気が流路１１６外に排出される。   By performing intermittent operation in this manner, a period during which the actual rotation speed of the water pump 104 is relatively high and a period during which the water pump 104 is relatively low are appropriately switched. Such pulsation makes it easier to eliminate the air biting of the water pump 104. In addition, the air staying in the flow path 116 is easily pushed to the reservoir tank 106 together with the cooling water. When the air and cooling water are separated in the reservoir tank 106, the air is discharged out of the flow path 116.

流路１１６外に空気が排出されることによって、流路１１６内に滞留する空気が減少すると、ウォーターポンプ１０４の実回転数の上昇が抑えられる。図３の時刻ｔ５，ｔ６における実回転数の上昇は、流路１１６内を循環する冷却水がウォーターポンプ１０４に入ったことを示す。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ５（または時刻ｔ５〜ｔ６）の時間Δｔは、冷却水が流路１１６を一巡するのに要する時間に相当する。本実施の形態では、冷却水が流路１１６を一巡するごとにリザーバータンク１０６において空気が取り除かれるため、図３の時刻ｔ５およびｔ６における実回転数の上昇の度合いは徐々に小さくなっている。   When the air staying in the flow path 116 decreases due to the air being discharged out of the flow path 116, an increase in the actual rotational speed of the water pump 104 is suppressed. The increase in the actual rotational speed at times t5 and t6 in FIG. 3 indicates that the cooling water circulating in the flow path 116 has entered the water pump 104. That is, the time Δt from time t2 to t5 (or from time t5 to t6) corresponds to the time required for the cooling water to make a round of the flow path 116. In the present embodiment, air is removed from the reservoir tank 106 every time the cooling water makes a round of the flow path 116, and therefore the degree of increase in the actual rotational speed at times t5 and t6 in FIG. 3 is gradually reduced.

以上に説明したように、流路１１６内に空気が混入すると、ウォーターポンプ１０４の実回転数は目標回転数に対して上昇する。そして、この実回転数の上昇の度合いは、流路１１６内への空気の混入量と関連付けられる。このような知見に基づき、本実施の形態に係る冷却システムの診断処理では、所定期間におけるウォーターポンプ１０４の実回転数のばらつき度合いに応じてウォーターポンプ１０４の吐出流量を制御する。具体的には、制御装置３０は、所定期間におけるウォーターポンプ１０４の実回転数のばらつき度合いに基づいて流路１１６内への空気の混入の有無を判定するとともに、流路１１６内への空気の混入量を推定する。そして、制御装置３０は、その推定された空気の混入量に応じてウォーターポンプ１０４の吐出流量を制御する。   As described above, when air enters the flow path 116, the actual rotational speed of the water pump 104 increases with respect to the target rotational speed. The degree of increase in the actual rotational speed is associated with the amount of air mixed into the flow path 116. Based on such knowledge, in the cooling system diagnosis processing according to the present embodiment, the discharge flow rate of the water pump 104 is controlled according to the degree of variation in the actual rotational speed of the water pump 104 during a predetermined period. Specifically, the control device 30 determines whether or not air has entered the flow path 116 based on the degree of variation in the actual rotation speed of the water pump 104 during a predetermined period, and the air flow into the flow path 116. Estimate the amount of contamination. Then, the control device 30 controls the discharge flow rate of the water pump 104 according to the estimated air mixing amount.

ここで、「所定時間」は、図３に示したように、ウォーターポンプ１０４の実回転数の上昇の度合いと、ウォーターポンプ１０４におけるエア噛みの度合いおよび流路１１６内への空気の混入量とが相互に関連付けられることに基づき、冷却水が流路１１６を一巡するのに要する時間（図３の時間Δｔに相当）を少なくとも含むように設定される。この時間Δｔは、流路１１６内に存在する空気を排出し得る最小単位に相当する。   Here, as shown in FIG. 3, the “predetermined time” includes the degree of increase in the actual rotation speed of the water pump 104, the degree of air engagement in the water pump 104, and the amount of air mixed into the flow path 116. Are set so as to include at least a time (corresponding to time Δt in FIG. 3) required for the cooling water to make a round of the flow path 116. This time Δt corresponds to a minimum unit capable of discharging the air existing in the flow path 116.

図４は、制御装置３０で実行される冷却システムの診断処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。また、図４のフローチャートの各ステップは、制御装置３０によるソフトウェア処理（格納プログラムのＣＰＵによる実行）あるいはハードウェア処理（専用電子回路の作動）によって実現されるものとする。   FIG. 4 is a flowchart for explaining a cooling system diagnosis process executed by the control device 30. The process of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied. Each step in the flowchart of FIG. 4 is realized by software processing (execution by the CPU of a stored program) or hardware processing (operation of a dedicated electronic circuit) by the control device 30.

図４を参照して、制御装置３０は、ステップＳ０１では、ウォーターポンプ１０４の通常運転時において回転数センサ１１４により検出されるＷ／Ｐ回転数Ｎによりウォーターポンプ１０４の実回転数を取得する。   Referring to FIG. 4, in step S <b> 01, control device 30 acquires the actual rotational speed of water pump 104 based on W / P rotational speed N detected by rotational speed sensor 114 during normal operation of water pump 104.

次に、制御装置３０は、ステップＳ０２により、所定時間Δｔにおけるウォーターポンプ１０４の実回転数（Ｗ／Ｐ回転数Ｎ）のばらつき度合いを検出する。本実施の形態では、制御装置３０は、実回転数のばらつき度合いを示す物理量として、所定時間Δｔにおける実回転数の標準偏差σを算出する。具体的には、制御装置３０は、回転数センサ１１４により一定周期ごとに検出されるＷ／Ｐ回転数Ｎを記憶し、その記憶されたＷ／Ｐ回転数Ｎｉ（ｉ＝１〜ｎ）の所定時間Δｔの間の標準偏差σを算出する。標準偏差σは、周知の式（１）に従って算出される。   Next, in step S02, the control device 30 detects the degree of variation in the actual rotational speed (W / P rotational speed N) of the water pump 104 during the predetermined time Δt. In the present embodiment, control device 30 calculates standard deviation σ of the actual rotational speed at predetermined time Δt as a physical quantity indicating the degree of variation in actual rotational speed. Specifically, the control device 30 stores the W / P rotational speed N detected at regular intervals by the rotational speed sensor 114, and the stored W / P rotational speed Ni (i = 1 to n). A standard deviation σ during a predetermined time Δt is calculated. The standard deviation σ is calculated according to the well-known formula (1).

Figure 2012164745
Figure 2012164745

ステップＳ０３では、制御装置３０は、ステップＳ０２により算出された実回転数の標準偏差σが予め設定された判定値σ１よりも大きいか否かを判定する。実回転数の標準偏差σが判定値σ１よりも大きい場合（ステップＳ０３のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ０５により、流路１１６内への空気の混入量が大と判断する。   In step S03, control device 30 determines whether or not standard deviation σ of the actual rotational speed calculated in step S02 is larger than preset determination value σ1. When the standard deviation σ of the actual rotational speed is larger than the determination value σ1 (when YES is determined in step S03), the control device 30 determines that the amount of air mixed in the flow path 116 is large in step S05. .

ここで、「空気の混入量が大」とは、例えば流路１１６内に混入した空気が多いために、ウォーターポンプ１０４内に空気が混入してエア噛みを生じさせている状態、あるいは、複雑に入り組んで配設された流路１１６の一部分に空気が滞留している状態など、冷却水の循環を阻害する度合いが大きい状態を指す。   Here, “the amount of mixed air” is, for example, a state where air is mixed in the water pump 104 due to a large amount of air mixed in the flow path 116, or a complicated state is generated. This refers to a state where the degree of hindering the circulation of the cooling water is large, such as a state where air stays in a part of the flow path 116 arranged in a complicated manner.

ステップＳ０５において流路１１６内への空気の混入量が大と判断されると、制御装置３０は、ステップＳ０６により、ウォーターポンプ１０４の吐出流量を増加させる。このとき、制御装置３０は、通常運転時の吐出流量と比べて吐出流量が増加するように、ウォーターポンプ１０４を制御する。具体的には、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の目標回転数を、通常運転時の目標回転数よりも高い値に変更する。そして、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の実回転数が変更後の目標回転数となるように、ウォーターポンプ１０４を制御する。ステップＳ０６によって流路１１６内を流れる冷却水の流量を増加させると、その勢いによって、ウォーターポンプ１０４内または流路１１６の一部分に滞留した空気が押し流される。これにより、流路１１６内に混入した空気を流路１１６外へ排出することができる。   If it is determined in step S05 that the amount of air mixed into the flow path 116 is large, the control device 30 increases the discharge flow rate of the water pump 104 in step S06. At this time, the control device 30 controls the water pump 104 so that the discharge flow rate increases compared to the discharge flow rate during normal operation. Specifically, the control device 30 changes the target rotational speed of the water pump 104 to a value higher than the target rotational speed during normal operation. Then, the control device 30 controls the water pump 104 so that the actual rotational speed of the water pump 104 becomes the changed target rotational speed. When the flow rate of the cooling water flowing in the flow path 116 is increased in step S06, the air staying in the water pump 104 or a part of the flow path 116 is pushed away by the momentum. Thereby, the air mixed in the flow path 116 can be discharged out of the flow path 116.

これに対して、実回転数の標準偏差σが判定値σ１以下と判定された場合（ステップＳ０３のＮＯ判定時）には、制御装置３０は続いて、ステップＳ０４により、実回転数の標準偏差σが予め設定された判定値σ２以上かつ判定値σ１以下であるか否かを判定する。実回転数の標準偏差σが判定値σ２以上かつ判定値σ１以下である場合（ステップＳ０４のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ０７により、流路１１６内への空気の混入量が小と判断する。   On the other hand, when it is determined that the standard deviation σ of the actual rotational speed is equal to or less than the determination value σ1 (when NO is determined in step S03), the control device 30 continues to perform the standard deviation of the actual rotational speed in step S04. It is determined whether or not σ is greater than or equal to a predetermined determination value σ2 and less than or equal to the determination value σ1. When the standard deviation σ of the actual rotational speed is not less than the determination value σ2 and not more than the determination value σ1 (when YES is determined in step S04), the control device 30 adds the amount of air mixed into the flow path 116 in step S07. Is determined to be small.

ここで、「空気の混入量が小」とは、上記の「空気の混入量が大」の場合と比較して、流路１１６内に滞留している空気が少ない、あるいは空気の粒が小さいために、冷却水の循環を阻害する度合いが小さい状態を指す。   Here, “the amount of air mixed in is small” means that the amount of air staying in the flow path 116 is small or the air particles are small compared to the case where “the amount of air mixed in is large”. Therefore, the state which inhibits the circulation of cooling water is small.

ステップＳ０４において流路１１６内の空気の混入量が小と判断されると、制御装置３０は、ステップＳ０７により、ウォーターポンプ１０４の吐出流量を減少させる。このとき、制御装置３０は、通常運転時の吐出流量と比べて吐出流量が減少するように、ウォーターポンプ１０４を制御する。具体的には、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の目標回転数を、通常運転時の目標回転数よりも低い値に変更する。そして、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の実回転数が変更後の目標回転数となるように、ウォーターポンプ１０４を制御する。ステップＳ０７によってウォーターポンプ１０４の吐出流量が減少すると、流路１１６内を流れる冷却水の流速が低下する。   If it is determined in step S04 that the amount of air in the flow path 116 is small, the control device 30 decreases the discharge flow rate of the water pump 104 in step S07. At this time, the control device 30 controls the water pump 104 so that the discharge flow rate decreases compared to the discharge flow rate during normal operation. Specifically, the control device 30 changes the target rotational speed of the water pump 104 to a value lower than the target rotational speed during normal operation. Then, the control device 30 controls the water pump 104 so that the actual rotational speed of the water pump 104 becomes the changed target rotational speed. When the discharge flow rate of the water pump 104 decreases in step S07, the flow rate of the cooling water flowing in the flow path 116 decreases.

ここで、流路１１６に滞留している空気が少ない、あるいは空気の粒が小さい場合において上記のステップＳ０６のようにウォーターポンプ１０４の吐出流量を増加させると、空気は冷却水とともに流路１１６内を高速で循環することとなる。そのため、冷却水がリザーバータンク１０６を短時間で通過してしまい、冷却水と空気とが分離され難くなる。   Here, when the amount of air staying in the flow path 116 is small or the particle size of the air is small, if the discharge flow rate of the water pump 104 is increased as in the above step S06, the air will flow into the flow path 116 together with the cooling water. Will be circulated at high speed. Therefore, the cooling water passes through the reservoir tank 106 in a short time, and it becomes difficult to separate the cooling water and the air.

そこで、制御装置３０は、ステップＳ０７ではウォーターポンプ１０４の吐出流量を通常運転時の吐出流量よりも減少させることによって、冷却水の流速を低下させる。これによれば、冷却水がリザーバータンク１０６内に存在する時間が長くなるため、リザーバータンク１０６において冷却水と空気とを分離し易くなる。この結果、流路１１６内に混入した空気を流路１１６外へ排出することができる。   Therefore, the control device 30 decreases the flow rate of the cooling water by reducing the discharge flow rate of the water pump 104 from the discharge flow rate during normal operation in step S07. According to this, since the time for which the cooling water exists in the reservoir tank 106 becomes longer, it becomes easier to separate the cooling water and the air in the reservoir tank 106. As a result, the air mixed in the flow path 116 can be discharged out of the flow path 116.

一方、ステップＳ０４において実回転数の標準偏差σが判定値σ２よりも小さい場合（ステップＳ０４のＮＯ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ０９により、流路１１６内への空気の混入量が極小と判断する。「空気の混入量が極小」とは、空気の混入量が略零となる状態を含み、流路１１６内に空気が混入していないと推定し得る状態を指す。流路１１６内の空気の混入量が極小と判断されると、制御装置３０は、ステップＳ１０により、ウォーターポンプ１０４の吐出流量が通常運転時の吐出流量を維持するように、ウォーターポンプ１０４を制御する。制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の目標回転数を通常運転時の目標回転数に維持する。   On the other hand, when the standard deviation σ of the actual rotational speed is smaller than the determination value σ2 in step S04 (when NO is determined in step S04), the control device 30 minimizes the amount of air mixed into the flow path 116 in step S09. Judge. “The amount of mixed air is minimal” refers to a state in which it can be estimated that air is not mixed in the flow path 116, including a state where the amount of mixed air is substantially zero. When it is determined that the amount of air mixed in the flow path 116 is minimal, the control device 30 controls the water pump 104 so that the discharge flow rate of the water pump 104 maintains the discharge flow rate during normal operation in step S10. To do. The control device 30 maintains the target rotational speed of the water pump 104 at the target rotational speed during normal operation.

なお、図４のフローチャートでは、所定時間Δｔにおけるウォーターポンプ１０４の実回転数（Ｗ／Ｐ回転数Ｎ）のばらつき度合いを示す物理量として、所定時間Δｔにおける実回転数の標準偏差σを算出する構成について例示したが、実回転数のばらつき度合いを示す物理量は実回転数の標準偏差σに限定されるものでない。すなわち、流路１１６内に混入した空気によって生じる実回転数の変動を定量的に評価することができれば、標準偏差σ以外の物理量を採用することが可能である。   In the flowchart of FIG. 4, the standard deviation σ of the actual rotational speed at the predetermined time Δt is calculated as a physical quantity indicating the degree of variation in the actual rotational speed (W / P rotational speed N) of the water pump 104 at the predetermined time Δt. However, the physical quantity indicating the degree of variation in the actual rotational speed is not limited to the standard deviation σ of the actual rotational speed. That is, it is possible to employ a physical quantity other than the standard deviation σ if the fluctuation of the actual rotational speed caused by the air mixed in the flow path 116 can be quantitatively evaluated.

以上に述べたように、この発明の実施の形態によれば、所定時間Δｔにおけるウォーターポンプ１０４の実回転数のばらつき度合いに応じてウォーターポンプ１０４の吐出流量を制御することにより、流路１１６内に混入した空気を確実に取り除くことができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, by controlling the discharge flow rate of the water pump 104 in accordance with the degree of variation in the actual rotational speed of the water pump 104 during the predetermined time Δt, The air mixed in can be surely removed.

ここで、図３で説明したように、エア噛みの発生に際しては、ウォーターポンプ１０４を間欠運転させることによって、ウォーターポンプ１０４に加わる熱負荷を相対的に軽減させてウォーターポンプ１０４を保護することができる。その一方で、間欠運転の実行中は、通常運転時と比べて冷却水の流量が相対的に低下するため、冷却システムの冷却能力が低下してしまう不具合が生じる。   Here, as described with reference to FIG. 3, when air entrainment occurs, the water pump 104 is intermittently operated to relatively reduce the heat load applied to the water pump 104 to protect the water pump 104. it can. On the other hand, since the flow rate of the cooling water is relatively reduced during the intermittent operation as compared with the normal operation, there arises a problem that the cooling capacity of the cooling system is lowered.

これに対して、この発明の実施の形態では、ウォーターポンプ１０４の実回転数のばらつき度合いに基づいて推定される流路１１６内への空気の混入量に応じてウォーターポンプ１０４の吐出流量を増加または減少させることにより、流路１１６内に混入した空気を効率的かつ効果的に流路１１６外に排出させることができる。これにより、たとえエア噛みが発生していたとしても短時間でこれを解消することができるため、間欠運転の必要性を減らすことができる。その結果、間欠運転の実行を抑制しつつ、熱負荷に起因するウォーターポンプ１０４の不具合を防止することができる。   In contrast, in the embodiment of the present invention, the discharge flow rate of the water pump 104 is increased in accordance with the amount of air mixed into the flow path 116 estimated based on the degree of variation in the actual rotation speed of the water pump 104. Alternatively, by reducing the amount, the air mixed in the flow path 116 can be discharged out of the flow path 116 efficiently and effectively. Thereby, even if air biting has occurred, it can be eliminated in a short time, and therefore the need for intermittent operation can be reduced. As a result, the malfunction of the water pump 104 due to the heat load can be prevented while suppressing the execution of the intermittent operation.

なお、本実施の形態では、冷却システムが搭載された車両の一例として、電気自動車を例示したが、本発明の適用はこのような例に限定されるものではない。すなわち、冷却システムを搭載する車両であれば、本発明は、内燃機関を併用するハイブリッド自動車や燃料電池車にも適用可能である。   In the present embodiment, an electric vehicle is illustrated as an example of a vehicle equipped with a cooling system. However, the application of the present invention is not limited to such an example. That is, as long as the vehicle is equipped with a cooling system, the present invention is also applicable to a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle that use an internal combustion engine together.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、冷却システムが搭載された車両に適用することができる。   The present invention can be applied to a vehicle equipped with a cooling system.

１０ 電圧センサ、１２ 電圧コンバータ、１３ 電圧センサ、１４ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４ 電流センサ、３０ 制御装置、１００ 車両、１０２ ラジエータ、１０４ ウォーターポンプ、１０６ リザーバータンク、１０８，１１０，１１２ 温度センサ、１１１ アクセルセンサ、１１３ シフトポジションセンサ、１１４ 回転数センサ、１１６ 流路、Ｂ バッテリ、Ｃ０，Ｃ１ 平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ システムメインリレー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Voltage sensor, 12 Voltage converter, 13 Voltage sensor, 14 Inverter, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm, 24 Current sensor, 30 Control apparatus, 100 Vehicle, 102 Radiator, 104 Water pump, 106 Reservoir Tank, 108, 110, 112 Temperature sensor, 111 Accelerator sensor, 113 Shift position sensor, 114 Rotation speed sensor, 116 Flow path, B battery, C0, C1 Smoothing capacitor, D1-D8 diode, L1 reactor, MG motor generator, Q1-Q8 IGBT element, SMRB, SMRG System main relay.

ステップＳ０７において流路１１６内の空気の混入量が小と判断されると、制御装置３０は、ステップＳ０８により、ウォーターポンプ１０４の吐出流量を減少させる。このとき、制御装置３０は、通常運転時の吐出流量と比べて吐出流量が減少するように、ウォーターポンプ１０４を制御する。具体的には、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の目標回転数を、通常運転時の目標回転数よりも低い値に変更する。そして、制御装置３０は、ウォーターポンプ１０４の実回転数が変更後の目標回転数となるように、ウォーターポンプ１０４を制御する。ステップＳ０８によってウォーターポンプ１０４の吐出流量が減少すると、流路１１６内を流れる冷却水の流速が低下する。 When mixed amount of air in the flow path 116 is determined to be small in step S0 7, the control device 30, in step S0 8, to reduce the discharge flow rate of the water pump 104. At this time, the control device 30 controls the water pump 104 so that the discharge flow rate decreases compared to the discharge flow rate during normal operation. Specifically, the control device 30 changes the target rotational speed of the water pump 104 to a value lower than the target rotational speed during normal operation. Then, the control device 30 controls the water pump 104 so that the actual rotational speed of the water pump 104 becomes the changed target rotational speed. When the Step S0 8 is the discharge flow rate of the water pump 104 decreases, the flow rate of the cooling water flowing through the flow path 116 is reduced.

そこで、制御装置３０は、ステップＳ０８ではウォーターポンプ１０４の吐出流量を通常運転時の吐出流量よりも減少させることによって、冷却水の流速を低下させる。これによれば、冷却水がリザーバータンク１０６内に存在する時間が長くなるため、リザーバータンク１０６において冷却水と空気とを分離し易くなる。この結果、流路１１６内に混入した空気を流路１１６外へ排出することができる。 Therefore, the control device 30, by decreasing than the discharge flow rate during normal operation of the discharge flow rate of the water pump 104 in step S0 8, reducing the flow velocity of the cooling water. According to this, since the time for which the cooling water exists in the reservoir tank 106 becomes longer, it becomes easier to separate the cooling water and the air in the reservoir tank 106. As a result, the air mixed in the flow path 116 can be discharged out of the flow path 116.

Claims (8)

発熱源を冷却するための冷却システムであって、
前記発熱源を冷却する液媒体を循環させる流路（１１６）と、
前記流路（１１６）上に設けられた前記液媒体を循環させるためのポンプ（１０４）と、
前記ポンプ（１０４）の実回転数を検出するための回転数検出部（１１４）と、
所定期間における前記ポンプ（１０４）の実回転数のばらつき度合いに応じて前記ポンプ（１０４）の吐出流量を制御するための制御装置（３０）とを備える、冷却システム。A cooling system for cooling a heat source,
A flow path (116) for circulating a liquid medium for cooling the heat source;
A pump (104) for circulating the liquid medium provided on the flow path (116);
A rotational speed detector (114) for detecting the actual rotational speed of the pump (104);
A cooling system comprising: a control device (30) for controlling a discharge flow rate of the pump (104) in accordance with a degree of variation in the actual rotational speed of the pump (104) in a predetermined period. 前記制御装置（３０）は、前記所定期間における前記ポンプ（１０４）の実回転数の標準偏差に応じて前記ポンプ（１０４）の吐出流量を制御する、請求項１に記載の冷却システム。   The cooling system according to claim 1, wherein the control device (30) controls a discharge flow rate of the pump (104) according to a standard deviation of an actual rotational speed of the pump (104) in the predetermined period. 前記制御装置（３０）は、前記標準偏差が第１の閾値を超える場合には、前記標準偏差が前記第１の閾値以下となる場合と比べて、前記ポンプ（１０４）の吐出流量を増加させる、請求項２に記載の冷却システム。   The control device (30) increases the discharge flow rate of the pump (104) when the standard deviation exceeds a first threshold value, compared with a case where the standard deviation is equal to or less than the first threshold value. The cooling system according to claim 2. 前記制御装置（３０）は、前記標準偏差が前記第１の閾値よりも小さく、かつ第２の閾値を超える場合には、前記標準偏差が前記第２の閾値以下となる場合と比べて、前記ポンプ（１０４）の吐出流量を減少させる、請求項３に記載の冷却システム。   When the standard deviation is smaller than the first threshold and exceeds the second threshold, the control device (30) compares the standard deviation with the second threshold or less. The cooling system of claim 3, wherein the discharge flow rate of the pump (104) is reduced. 前記制御装置（３０）は、前記標準偏差が前記第２の閾値以下となる場合には、前記ポンプ（１０４）の吐出流量を維持する、請求項４に記載の冷却システム。   The cooling system according to claim 4, wherein the control device (30) maintains the discharge flow rate of the pump (104) when the standard deviation is equal to or less than the second threshold value. 前記制御装置（３０）は、前記実回転数のばらつき度合いに基づいて推定される前記流路（１１６）内への空気の混入量に応じて前記ポンプ（１０４）の吐出流量を制御する、請求項１に記載の冷却システム。   The said control apparatus (30) controls the discharge flow rate of the said pump (104) according to the mixing amount of the air in the said flow path (116) estimated based on the dispersion | variation degree of the said actual rotation speed. Item 2. The cooling system according to Item 1. 前記流路（１１６）によって前記発熱源および前記ポンプと直列かつ環状に接続され、前記液媒体と空気とを分離可能に構成されたリザーバータンクをさらに備え、
前記所定期間は、少なくとも前記液媒体が前記流路（１１６）を一巡するのに必要な時間を含むように設定される、請求項１に記載の冷却システム。A reservoir tank connected in series and annularly to the heat source and the pump by the flow path (116) and configured to be able to separate the liquid medium and air;
The cooling system according to claim 1, wherein the predetermined period is set so as to include at least a time required for the liquid medium to make a round of the flow path (116). 電動機（ＭＧ）を駆動源として用いる駆動装置と、
前記電動機（ＭＧ）および前記駆動装置を冷却するための冷却システムとを備え、
前記冷却システムは、
液媒体を循環させる流路（１１６）と、
前記流路（１１６）上に設けられた前記液媒体を循環させるためのポンプ（１０４）と、
前記ポンプ（１０４）の実回転数を検出するための回転数検出部（１１４）とを含み、
所定期間における前記ポンプ（１０４）の実回転数のばらつき度合いに応じて前記ポンプ（１０４）の吐出流量を制御するための制御装置（３０）をさらに備える、車両。A drive device using an electric motor (MG) as a drive source;
A cooling system for cooling the electric motor (MG) and the driving device,
The cooling system includes:
A flow path (116) for circulating the liquid medium;
A pump (104) for circulating the liquid medium provided on the flow path (116);
A rotational speed detector (114) for detecting the actual rotational speed of the pump (104),
A vehicle further comprising a control device (30) for controlling a discharge flow rate of the pump (104) in accordance with a degree of variation in the actual rotational speed of the pump (104) in a predetermined period.
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