(57)【要約】【課題】リアクトル専用の冷却空間を不要にしつつ、冷却効果を確保することができる冷却制御装置を提供すること。【解決手段】トランスアクスルのケース内に設けられたリアクトルの上面の略中央部に向けて冷媒を供給する冷媒供給手段と、冷媒供給手段からリアクトルへの冷媒の供給量を調整する供給量調整手段と、を備えた冷却制御装置であって、リアクトルの上面と側面との温度差と、リアクトルの下面の温度とに基づいて、供給量調整手段を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスアクスルのケース内に設けられたリアクトルの上面の略中央部に向けて冷媒を供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段から前記リアクトルへの前記冷媒の供給量を調整する供給量調整手段と、
を備えた冷却制御装置であって、
前記リアクトルの上面と側面との温度差と、前記リアクトルの下面の温度とに基づいて、前記供給量調整手段を制御することを特徴とする冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転電機と回転電機駆動のためのインバータ及びコンバータをケースに一体的に収容した一体化構造の駆動装置で、リアクトルのコアに放熱フィンを形成し、このコアとケースとの間で熱伝達剤（オイル）を介した放熱を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、リアクトル専用の冷却空間が必要となるため、体格が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リアクトル専用の冷却空間を不要にしつつ、冷却効果を確保することができる冷却制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷却制御装置は、トランスアクスルのケース内に設けられたリアクトルの上面の略中央部に向けて冷媒を供給する冷媒供給手段と、前記冷媒供給手段から前記リアクトルへの前記冷媒の供給量を調整する供給量調整手段と、を備えた冷却制御装置であって、前記リアクトルの上面と側面との温度差と、前記リアクトルの下面の温度とに基づいて、前記供給量調整手段を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る冷却制御装置は、リアクトル専用の冷却空間を不要にしつつ、リアクトルの上面や側面に適量の冷媒を供給することによって、冷却効果を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るＰＣＵを搭載したトランスアクスルの模式図である。
【図２】図２は、実施形態に係るリアクトルと冷却管との拡大図である。
【図３】図３は、オイル吹出口からリアクトルに供給されたオイルの流れを示した図である。
【図４】図４は、実施形態に係る冷却制御装置の制御部が実施する流量制御の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、図４での流量制御に係るオイルの流量と温度との関係を示したグラフである。
【図６】図６は、実施形態に係る冷却制御装置の制御部が実施する流量制御の他例を示したフローチャートである。
【図７】図７は、図６での流量制御に係るオイルの流量と温度との関係を示したグラフである。
【図８】図８は、冷却管のオイル吹出口にノズルを設けた場合でのリアクトルと冷却管との拡大図である。
【図９】図９は、冷却管のオイル吹出口に絶縁部材からなるノズルを設けた場合でのリアクトルと冷却管との拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る冷却制御装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係るＰＣＵ２を搭載したトランスアクスル１の模式図である。本実施形態において、トランスアクスル１のケース１１内には、互いに回転軸を平行とするとともに径方向に隣接するように配置された不図示の回転電機が収容されている。また、トランスアクスル１のケース１１の上部には、回転電機に供給される電力を制御する電力制御装置であるＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２が搭載されている。ＰＣＵ２は、カバー２１内に収容された、不図示の制御基板、不図示のパワースタック、不図示のコンデンサ、及び、不図示のコンバータや、ケース１１内に設けられたリアクトル３などによって構成されている。また、ケース１１内には、リアクトル３の上面３２１の略中央部に向けて冷媒である絶縁オイル（以下、オイルという）を供給する冷媒供給手段である冷却管４が配置されている。
【００１１】
図２は、実施形態に係るリアクトル３と冷却管４との拡大図である。図２に示すように、リアクトル３は、コア３１の周りにコイル３２が巻き付けられて構成されている。冷却管４には、リアクトル４３に向かって少なくとも１つの冷媒吹出口であるオイル吹出口４１が形成されている。オイル吹出口４１は、例えば、直径１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］程度の孔である。なお、オイル吹出口４１とコイル３２の上面３２１との距離Ｘ１は、できる限り近いほうが良いが、冷却管４とコイル３２の上面３２１との絶縁距離を確保する必要がある。
【００１２】
本実施形態においては、冷却管４のオイル吹出口４１からのオイルの吹き出しに不図示の機械式オイルポンプを使用しており、冷却管４内にオイル吹出口４１よりもオイル流れ方向の機械式オイルポンプ側に、オイル吹出口４１からリアクトル３に供給するオイルの流量Ｑ（供給量）を調整する供給量調整手段である流量調整バルブ５が設置されている。なお、本実施形態おいて流量Ｑは、１［ｍｉｎ］あたりにオイル吹出口４１から流れ出る（吹き出る）オイルの量である。
【００１３】
なお、本実施形態においては、不図示の制御部と、冷媒供給手段である冷却管４と、供給量調整手段である流量調整バルブ５とによって冷媒制御装置が構成されている。
【００１４】
図３は、オイル吹出口４１からリアクトル３に供給されたオイルの流れを示した図である。ここで、コイル３２の上面３２１からオイルを当てた場合、オイル吹出口４１からのオイルの流量Ｑが、高流量のときに必ずしも冷却性能が良いとは限らない。例えば、低流量の場合には、図３中の実線矢印で示すように、コイル３２の上面３２１及び両側の側面３２２に沿ってオイルが流れて冷却し、中流量の場合には、コイル３２の上面３２１及び片側の側面３２２に沿ってオイルが流れて冷却し、高流量では、図３中の破線矢印で示すように、オイルがコイル３２の側面３２２に沿って流れずに、コイル３２の上面３２１のみに沿って流れて冷却する。
【００１５】
そのため、本実施形態では、リアクトル３のコイル３２の側面３２２に沿ってオイルが流れるように、オイル吹出口４１からリアクトル３に供給するオイルの流量Ｑ（供給量）を流量調整バルブ５によって制御する。この流量制御では、コイル３２の上面温度Ｔｔｏｐと側面温度Ｔｓｉｄｅと下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍとの３つの温度を不図示の温度センサによってそれぞれ測定し、上面温度Ｔｔｏｐと側面温度Ｔｓｉｄｅとの温度差と、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍとに着目してオイルの流量Ｑを調整している。なお、上面温度Ｔｔｏｐを測定する位置は、コイル３２の上面３２１において、オイル吹出口４１からのオイルが最初に当たる点である。また、側面温度Ｔｓｉｄｅを測定する位置は、コイル３２の側面３２２において、オイル吹出口４１からのオイルの流量増加に伴ってオイルが当たらなくなる、上面温度Ｔｔｏｐの位置からできるだけ遠くにある点である。また、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍを測定する位置は、コイルの下面３２３において、上面温度Ｔｔｏｐを測定する位置の反対側であって、コイル３２の最も温度が高くなる点である。
【００１６】
図４は、実施形態に係る冷却制御装置の制御部が実施する流量制御の一例を示したフローチャートである。図５は、図４での流量制御に係るオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係を示したグラフである。
【００１７】
まず、図４に示すように、制御部は、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であるかを判断する（ステップＳ１）。側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であると判断した場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、制御部は、図５に示したオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が、オイルがコイル３２の側面３２２を沿う第１領域にあると想定して、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以上であるかを判断する（ステップＳ２）。下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以上であると判断した場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）、制御部は、オイルの流量Ｑが図５中の流量Ａであると想定して、流量調整バルブ５を開き、オイルの流量Ｑを増やす（ステップＳ３）。一方、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いと判断した場合（ステップＳ２にてＮｏ）、制御部は、オイルの流量Ｑが図５中の流量Ｂであると想定して、流量調整バルブ５を閉じ、オイルの流量Ｑを減らす（ステップＳ６）。
【００１８】
次に、ステップＳ３またはステップＳ６の処理を行った後、制御部は、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以下であり、且つ、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であるかを判断する（ステップＳ４）。下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以下であり、且つ、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であると判断した場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、制御部は、オイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が図５中の斜線で示した領域内にあるとし、適切なオイルの流量Ｑ（例えば、図５中の流量Ｇ）によって冷却が行えているとして、一連の制御を終了する。一方、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも高い、または、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａよりも大きいと判断した場合（ステップＳ４にてＮｏ）、制御部は、ステップＳ１の処理に戻る。
【００１９】
また、ステップＳ１の処理にて、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａよりも大きいと判断した場合（ステップＳ１にてＮｏ）、制御部は、図５に示したオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が、オイルが側面３２２に当たらなくなる第２領域にあると想定して、流量調整バルブ５を閉じ、オイルの流量Ｑを減らす（ステップＳ５）。そして、制御部は、ステップＳ１の処理に戻る。
【００２０】
本実施形態においては、上面温度Ｔｔｏｐと側面温度Ｔｓｉｄｅとの温度差と、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍとに着目して、オイル吹出口４１からリアクトル３へのオイルの流量Ｑ（供給量）を流量調整バルブ５によって調整することにより、リアクトル３専用の冷却空間を不要にしつつ、リアクトル３のコイル３２の上面３２１や側面３２２に適量のオイルを供給して、冷却効果を確保することができる。
【００２１】
図６は、実施形態に係る冷却制御装置の制御部が実施する流量制御の他例を示したフローチャートである。図７は、図６での流量制御に係るオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係を示したグラフである。
【００２２】
まず、図６に示すように、制御部は、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であるかを判断する（ステップＳ１１）。側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であると判断した場合（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、制御部は、図７に示したオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が、オイルがコイル３２の側面３２２を沿う第１領域にあると想定して、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以上であるかを判断する（ステップＳ１２）。下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ以上であると判断した場合（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、制御部は、オイルの流量Ｑが図７中の流量Ａであると想定して、流量調整バルブ５を開き、オイルの流量Ｑを増やす（ステップＳ１３）。一方、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いと判断した場合（ステップＳ１２にてＮｏ）、制御部は、オイルの流量Ｑが図７中の流量Ｂであると想定して、流量調整バルブ５を閉じ、オイルの流量Ｑを減らす（ステップＳ１６）。
【００２３】
次に、ステップＳ１３またはステップＳ１６の処理を行った後、制御部は、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが、下限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｌｏｗよりも高く、上限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｈｉｇｈ以下であり、且つ、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であるかを判断する（ステップＳ１４）。下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが、下限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｌｏｗよりも高く、上限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｈｉｇｈ以下であり、且つ、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａ以下であると判断した場合（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、制御部は、オイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が図７中の斜線で示した領域内にあるとし、適切なオイルの流量Ｑ（例えば、図７中の流量Ｇ）によって冷却が行えているとして、一連の制御を終了する。一方、下面温度Ｔｂｏｔｔｏｍが、下限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｌｏｗ以下または上限目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ＿ｈｉｇｈよりも高い、もしくは、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａよりも大きいと判断した場合（ステップＳ１４にてＮｏ）、制御部は、ステップＳ１１の処理に戻る。
【００２４】
また、ステップＳ１１の処理にて、側面温度Ｔｓｉｄｅと上面温度Ｔｔｏｐとの温度差が、所定温度ａよりも大きいと判断した場合（ステップＳ１１にてＮｏ）、制御部は、図７に示したオイルの流量Ｑと温度Ｔとの関係が、オイルが側面３２２に当たらなくなる第２領域にあると想定して、流量調整バルブ５を閉じ、オイルの流量Ｑを減らす（ステップＳ１５）。そして、制御部は、ステップＳ１の処理に戻る。
【００２５】
図６の流量制御では、リアクトル３専用の冷却空間を不要にしつつ、リアクトル３のコイル３２の上面３２１や側面３２２に適量のオイルを供給して、冷却効果を確保するとともに、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに幅をもたせて（流量Ｑを絞って）、電費効率を高めることが可能となる。
【００２６】
図８は、冷却管４のオイル吹出口４１にノズル６を設けた場合でのリアクトル３と冷却管４との拡大図である。
【００２７】
図８に示すように、本実施形態においては、冷却管４のオイル吹出口４１に、オイルをリアクトル３のコイル３２の上面３２１に向かって吹き出すための円筒状のノズル６を設けてもよい。なお、この場合、ノズル６が絶縁性を有しない部材によって構成されていると、ノズル６のリアクトル３側の先端とコイル３２の上面３２１との距離Ｘ２は、できる限り近いほうが良いが、ノズル６の前記先端とコイル３２の上面３２１との絶縁距離を確保する必要がある。
【００２８】
図９は、冷却管４のオイル吹出口４１に絶縁部材からなるノズル６Ａを設けた場合でのリアクトル３と冷却管４との拡大図である。
【００２９】
図９に示すように、本実施形態においては、冷却管４のオイル吹出口４１に、オイルをリアクトル３のコイル３２の上面３２１に向かって吹き出すための円筒状の絶縁部材によって構成されたノズル６Ａを設けてもよい。なお、この場合、ノズル６Ａのリアクトル３側の先端とリアクトル３のコイル３２の上面３２１との距離Ｘ３は、オイル吹出口４１に絶縁性を有しない部材によって構成されたノズルを設けた場合よりも小さくすることができ、搭載体格を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  トランスアクスル
２  ＰＣＵ
３  リアクトル
４  冷却管
５  流量調整バルブ
６，６Ａ  ノズル
１１  ケース
２１  カバー
３１  コア
３２  コイル
４１  オイル吹出口
３２１  上面
３２２  側面
３２３  下面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020113571.tif 000009
【図８】
2020113571.tif 000010
【図９】
2020113571.tif 000011