(57)【要約】【課題】インバータを冷却する冷却液が減少しても冷却器による冷却性能を維持することのできる電気自動車を提供する。【解決手段】本明細書が開示する電気自動車は、走行用モータと、そのモータ用のインバータと、インバータを冷却する冷却液が循環する循環路と、循環路の途中に設けられているリザーブタンクと、インバータに冷却液を送る電動ポンプと、電動ポンプをＰＷＭ制御する制御装置と、インバータの温度を検知する温度センサを備える。制御装置は、電動ポンプの回転数が規定値を超えた場合に電動ポンプの保護制御を行う。制御装置は、走行用モータの電力供給状態、インバータの温度、及び、電動ポンプの制御状態、の少なくとも一つから算出される冷却水の温度上昇率に基づいて、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を推定し、推定された残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、ＰＷＭのデューティ比を下げる、あるいは、規定値を上げる。【選択図】図４
2014121999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータと、
走行用モータに電力を供給するインバータと、
インバータを冷却する冷却液が循環する循環路と、
循環路の途中に設けられており、冷却液を一時的に貯留するリザーブタンクと、
インバータに冷却液を送る電動ポンプと、
電動ポンプをＰＷＭ制御する制御装置と、
インバータの温度を検知する温度センサと、
を備えており、制御装置は、
電動ポンプの回転数が規定値を超えた場合に電動ポンプの保護制御を行うものであり、
走行用モータの電力供給状態、インバータの温度、及び、電動ポンプの制御状態、の少なくとも一つから算出される冷却水の温度上昇率に基づいて、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を推定し、
推定された残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、ＰＷＭのデューティ比を下げる、あるいは、前記規定値を上げる、
ことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電気自動車に関する。特に、冷却液を循環させる電動ポンプとその制御装置を備えた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、インバータなど、発熱量の多いデバイスを搭載している。それゆえ、そのようなデバイスを冷却する冷却装置も備える。冷却装置は、冷却液をインバータに循環させる電動ポンプを有する。その電動ポンプの制御として、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この技術は、例えば、冷却液の減少により、ポンプインペラの周囲に多数の気泡が混入するいわゆるエア噛みが生じた場合に電動ポンプを保護する制御を行う。エア噛みが生じると電動ポンプの負荷が軽くなる。そのため、ポンプのモータが過剰に回転してしまい、モータに過負荷が加わることになる。特許文献１の技術では、ポンプの回転数が所定値を超えた場合、電動ポンプを保護するため、電動ポンプを通常回転と低回転の交互に行う間欠運転をしたり、また電動ポンプを停止させたりする制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８４９９６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、電動ポンプを間欠運転した場合には冷却液の流れに脈動が生じる虞がある。また、電動ポンプを停止させた場合には冷却液が圧送されなくなる虞がある。このため、冷却液と熱交換をして放熱をしていた冷却器は、定常的に冷却液を循環させる場合に比べると、冷却性能が低下する。つまり、冷却液の減少に起因して冷却器の冷却性能の低下を招くことになる。本明細書は、インバータを冷却する冷却液が減少した場合に冷却器の冷却性能の低下を抑えることのできる電気自動車を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電気自動車は、走行用のモータ、インバータ、循環路、リザーブタンク、電動ポンプ、電動ポンプを制御する制御装置、及び、温度センサを備える。インバータは、走行用モータに電力を供給するデバイスである。循環路は、インバータを冷却する冷却液が循環する流路に相当する。リザーブタンクは、循環路の途中に設けられており、冷却液を一時的に貯留する容器である。電動ポンプは、インバータに冷却液を送る。温度センサは、インバータの温度を計測するために備えられている。制御装置は、電動ポンプをＰＷＭ制御する。さらに、制御装置は、電動ポンプの回転数が規定値を超えた場合に電動ポンプの保護制御を行う。保護制御の典型例は、前述したように、電動ポンプを通常回転と低回転の交互に行う間欠運転をしたり、また電動ポンプを停止させたりする制御である。この制御装置は、走行用モータの電力供給状態、インバータの温度、及び、電動ポンプの制御状態、の少なくとも一つから算出される冷却水の温度上昇率に基づいて、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を推定し、推定された残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、ＰＷＭのデューティ比を（残量が所定量以上の場合のデューティ比よりも）下げる、あるいは、前述の規定値を上げる。デューティ比は、電動ポンプに与える出力指令に相当する。電動ポンプは（回転数が）ＰＷＭ制御されており、ＰＷＭのデューティ比が下がることにより、回転数が減少し電動ポンプの吐出圧が低下することから、エア噛みが減って回転数が増加し難くなる。これにより、冷却液の残量が所定量未満に低下しても回転数の増加が抑制される。別言すれば、保護制御を開始しなければならない冷却液残量を通常より（デューティ比を下げない場合と比較して）低くすることができる。すなわち、比較的に多くの冷却液が漏れても冷却能力の低下を従来よりも抑えることができる。
【０００６】
あるいは、制御装置は、デューティ比を下げることに代えて、冷却液の循環路に設けられたリザーブタンクに貯留する冷却液の残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、前述した規定値を（残量が所定量以上の場合の値よりも）上げる。これにより、保護制御が開始される規定値自体が上がるため、当該規定値に達するまでの冷却液残量を通常より（規定値を上げない場合と比較して）低くすることができる。すなわち、多くの冷却液が漏れても冷却能力の低下を従来よりも抑えることができる。
【０００７】
上記のいずれも場合も、リザーブタンクの冷却液が所定量未満に減少しても、冷却器に冷却液を安定して（脈動なく）循環させることができる。すなわち、冷却液が減少しても冷却性能の低下を、脈動を生じ得るような従来技術よりも抑えることができる。なお、「所定量」は、典型的には、冷却液の残量がその所定量を下回ると電動ポンプの回転数が急増する値であり、予め定められ、制御装置に記憶されている。また、「所定量未満」は「所定量以下」と換言してもよい。本明細書が開示する制御装置の特徴の一つは、冷却液の残量に対して所定量を定め、その所定量を基準としてデューティ比を下げる、あるいは、保護制御起動のトリガとなる規定値を上げ、保護制御の起動を遅らせることにある。
【０００８】
上記の電動ポンプの制御装置は、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を冷却液の温度上昇率に基づいて推定する。冷却液の温度が、例えば温度センサなどにより検出される場合には、単位時間当たりの温度上昇率を算出しそれに基づいて冷却液の残量を推定する。制御装置は、電気自動車が備えるデバイスの状態からリザーブタンク内の冷却液の残量を推定する。冷却液の残量の推定は具体的には次の通りである。電動ポンプの制御装置は、走行用モータの電力供給状態、インバータの温度、及び、電動ポンプの制御状態、の少なくとも一つから算出される冷却水の温度上昇率に基づいて、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を推定する。これにより、電気自動車が備える既存のセンサやデバイスを利用し、新たなセンサなどを設けることなく、冷却液の残量を推定することができる。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハイブリッド車の駆動系のブロック図である。
【図２】ハイブリッド車の冷却システムのブロック図である。
【図３】冷却液の減少量に対する冷却液の流量特性を示すグラフである。
【図４】冷却システムコントローラが実行するDuty（デューティ比）変更処理のフローチャートである。
【図５】Duty（デューティ比）変更処理の他の例を示すフローチャートである。
【図６】冷却システムコントローラが実行する空転保護処理のフローチャートである。
【図７】空転保護処理で用いられる規定値を変更する処理のフローチャートである。
【図８】空転保護処理の他の例を示すフローチャートである。
【図９】冷却システムコントローラが実行する保護抑制処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して実施例の電動ポンプの制御装置を説明する。この実施例は、ハイブリッド車のインバータなどを冷却する冷却システムに電動ポンプの制御装置を適用したものである。ハイブリッド車は電気自動車の一例である。まず、図１及び図２を参照してこの冷却システムの概要について説明する。図１に、ハイブリッド車１００の駆動系のブロック図を示し、図２に、冷却システム３０のブロック図を示す。
【００１２】
ハイブリッド車１００は、第１モータ２と第２モータ３とエンジン４を駆動源として備える。第１モータ２はエンジン４のセルモータや発電機として機能し、第２モータ３は走行用のモータとして、エンジン４と同様に車輪を駆動する。以下、第１モータ２及び第２モータ３を、単に「モータ２、３」と称する。なお、より強力な出力が要求される場合はモータ２も駆動源として利用し、車両の減速エネルギを利用して大きな電力を得たい場合にはモータ３も発電機として活用する。動力分配機構５は、モータ２、３及びエンジン４によるそれぞれの出力を合成／分配して車軸６に出力する。モータ２、３及び動力分配機構５をまとめてドライブトレイン７と称することもある。モータ２、３には、メインバッテリ１１から、電圧コンバータ１５及びインバータ１７、１８を介して電力が供給される。
【００１３】
メインバッテリ１１の出力電圧は１００ボルト以上であり、電圧コンバータ１５により昇圧された後、インバータ１７、１８により交流電力に変換されてモータ２、３に供給される。符号１３はシステムメインリレーを示す。電圧コンバータ１５は、また、モータ２、３が生成した回生電力をメインバッテリ１１の充電に適した電圧に降圧する機能も有する。電圧コンバータ１５とインバータ１７、１８は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を有しており、これらはパワーコントローラ２１から出力されるＰＷＭ信号により制御される。ＨＶコントローラ２２は、パワーコントローラ２１の上位コントローラとして、各センサから送られてくる、車速、アクセル開度、メインバッテリ１１の残量などに基づいて駆動系が出力すべき走行トルクを算出し適切な指令をパワーコントローラ２１に出力する。この指令に基づいてパワーコントローラ２１が先のＰＷＭ信号を生成して電圧コンバータ１５などに出力する。
【００１４】
走行用のモータ２、３は大電力を消費するため、電圧コンバータ１５、インバータ１７、１８の各スイッチング素子に流れる電流が大きく、それらの素子は発熱量が大きい。そのため、これらの各スイッチング素子はインバータクーラ３６により冷却される。実施例の冷却システム３０は、ラジエータ３５、インバータクーラ３６、リザーブタンク３７及びオイルクーラ３８を一巡する冷却パイプ３１内に冷却液を循環させて電圧コンバータ１５及びインバータ１７、１８のスイッチング素子や、オイルクーラ３８を冷却する。冷却液は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）であり、電動ポンプ３２により圧送されて冷却パイプ３１内を循環している。オイルクーラ３８は、ポンプ５１の圧送により冷却パイプ５２内を循環するオイルにてドライブトレイン７を冷却する冷却装置の一部であり、ドライブトレイン７を冷却して温度が上昇したオイルを冷却液（ＬＬＣ）で冷却するデバイスである。
【００１５】
電動ポンプ３２は、モータにより内部のインペラ（羽根車）を回転させてその遠心力によりポンプ内の冷却液を送出する。電動ポンプ３２のモータは、冷却システムコントローラ３９によるオープンループでＰＷＭ制御されている。即ち、電動ポンプ３２のモータを駆動する電圧はＰＷＭ信号のデューティ比により決定され、このデューティ比は、モータの回転数が所定の目標値に合致するようにフィードバック制御されることはなく、冷却システムコントローラ３９によりモータに一方的に与えられる。すなわち、一定のデューティ比が与えられても、電動ポンプの負荷によって電動ポンプの回転数は変化し得る。なお、本明細書及び図面において、デューティ比のことを単に「Duty」と表記することもある。
【００１６】
冷却システム３０は、各種のセンサとして、電動ポンプ３２の回転数を検出する回転数センサ４１、冷却パイプ３１を流れる冷却液の温度を検出する温度センサ４２、冷却液の流量を検出する流量センサ４３、インバータクーラ３６により冷却されるスイッチング素子の温度を検出する温度センサ４４、及び、リザーブタンク３７の冷却液の液面の高さを検出する液面センサ４５を備えている。これらのセンサから出力される各データは、いずれも冷却システムコントローラ３９に入力されて後述するDuty変更処理や空転保護処理などに用いられる。
【００１７】
実施例の電動ポンプ３２は、オープンループによる電動ポンプ３２の駆動制御の他に、電動ポンプ３２のモータ保護を行う。冷却液の減少などによって、冷却パイプ３１を流れる冷却液中の空気が混入する、いわゆるエア噛みが生じた場合には、空気の粘性抵抗の方が冷却液の粘性抵抗よりもはるかに小さいことに起因して電動ポンプ３２の負荷が軽くなる。この状態で、電動ポンプ３２のモータが過剰に回転（空転）し続けるとモータの過負荷状態が長く続くことになる。そのため、空転保護処理として、例えば、回転数センサ４１により検出したモータの回転数が予め決められた規定値を超えた場合には、冷却システムコントローラ３９はモータ保護制御を実行する。モータ保護制御の一例は、モータの回転を停止させることである。規定値は、例えば、電動ポンプ３２のモータの電気的及び機械的な特性に基づく実験やシミュレーションにより個別具体的に予め定められるもので、典型的には一定時間過回転をしても焼損などの故障に至らない回転数に設定される。
【００１８】
ところで、電動ポンプ３２は、モータの駆動電力が低下するように駆動電圧のデューティ比を下げると電動ポンプ３２の吐出圧も低下する。すると、エア噛みが減ってモータの回転数が増加し難くなることから、デューティ比を下げない場合に比べてモータの回転数が予め決められた規定値を下回る。このことは、図３に示す実験結果から確認される。図３は、冷却液の減少量に対する冷却液の流量を測定した結果である。図３の横軸は冷却液の減少量（単位ｃｃ）を示しており、縦軸は冷却液の流量（単位リットル／分）を示す。図３の横軸は、右へいくほど、リザーブタンク内の冷却液残量が少ないことを意味する。符号Ｐ１とＰ２が示す冷却液減少量は、回転数の規定値超過によりモータの保護制御が働いた時点（モータの保護制御の開始時点）を表す。なお、図３のグラフにおいて破線で表される流量特性は、実験では流量計により測定することができず、推定した流量を示す。
【００１９】
図３において、符号Ｇ１のグラフは駆動電圧のDutyを７０％に設定した場合の特性を示し、符号Ｇ２のグラフはDutyを６２．５％に設定した場合の特性を示す。また、符号Ｇ３のグラフは、Dutyを５０％に設定した場合の特性を示す。Duty７０％（グラフＧ１）とDuty６２．５％（グラフＧ２）の場合は冷却液の減少量が５００ｃｃに達した時点（時点Ｐ１）でモータの保護制御が働いた。即ち、冷却液の減少量が５００ｃｃに達した時点で電動ポンプ３２の回転数が規定値を超えた。
【００２０】
これに対して、Duty５０％（グラフＧ３）の場合には、冷却液の減少量が５５０ｃｃに達するまで（時点Ｐ２に達するまで）モータ保護制御が働かなかった。即ち、冷却液の減少量が５５０ｃｃに達するまでは、電動ポンプ３２の回転数が規定値を超えなかった。これらの結果から、電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比を下げることによって、モータ保護制御が起動されるまでの冷却液の減少量を大きくすることができる。別言すれば、モータ保護制御が起動される冷却液残量を低くすることができる。即ち、多くの冷却液が漏れてもモータ保護制御を起動させず、冷却液を循環させ続けることができる。
【００２１】
実施例では、上記の結果に基づいて、冷却液の減少量、換言すれば冷却液の残量に基づく電動ポンプ３２の駆動制御を行っている。ここからは、図４及び図５を参照して説明する。図４に、冷却システムコントローラ３９が実行するDuty変更処理（デューティ比変更処理）のフローチャートを示し、図５に、Duty変更処理（デューティ比変更処理）の他の例を示すフローチャートを示す。冷却システムコントローラ３９によるDuty変更処理は、電動ポンプ３２のＰＷＭ制御と同様、逐次繰り返し実行される。なお、このDuty変更処理が実行される前提として、前述したように、電動ポンプ３２のモータの駆動電力は、冷却システムコントローラ３９による別のタスク（またはプロセス若しくはスレッド）によりオープンループでＰＷＭ制御されている。
【００２２】
冷却システムコントローラ３９は、まずステップＳ１１において、温度センサ４２、液面センサ４５により冷却液の水温及び残量を検出する。ここでの水温は、冷却パイプ３１を流れる冷却液の温度であり、また残量は、リザーブタンク３７の冷却液の液面高さに相当する。そして、ステップＳ１２により、電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比（Duty(A)）を冷却液の水温に基づいて仮に設定する。このDuty(A)は暫定的なもので、最終的に採用するデューティ比は、後述するようにステップＳ１５〜Ｓ１７により決定する。この冷却液の水温に基づくDuty(A)は、例えば、予め実験やシミュレーションなどにより得られた計算式や水温に対する最適なデューティ比が関連付けられたマップなどを参照して設定される。
【００２３】
次にステップＳ１３では、リザーブタンク３７内の冷却液の残量が正常値であるか否かを判定する。この判定は、液面センサ４５により検出したリザーブタンク３７に貯留している冷却液の液面の高さに基づいて行い、予め記憶している適正な残量の液面高さを正常値として、検出した液面高さと比較する。リザーブタンク３７内の冷却液の残量が正常値である場合には（Ｓ１３；ＹＥＳ）、エア噛みに起因する電動ポンプ３２の空転は生じる可能性が低いため、ステップＳ１７に処理を移行して電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比をDuty(A)に決定する。他方、リザーブタンク３７内の冷却液の残量が正常値でない（正常値未満である）場合には（Ｓ１３；ＮＯ）、次のステップＳ１４に移行する。なお、正常値以上の液面高さは、正常値に含める。
【００２４】
ステップＳ１４〜Ｓ１６は、冷却液の残量が正常値未満である場合に行われる処理である。ステップＳ１４により、電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比（Duty(B)）を冷却液の残量に基づいて仮に設定する。このDuty(B)も暫定的なものである。この冷却液の残量に基づくDuty(B)は、図３を参照して説明した実験結果に基づくもので、冷却液の残量が正常値である場合におけるデューティ比よりも低い値に設定されている。具体的には、例えば、正常値未満の冷却液の残量に対する最適なデューティ比が関連付けられたマップなどを参照して設定される。
【００２５】
このようにして仮に設定された冷却液の残量に基づくDuty(B)は、ステップＳ１２により設定された冷却液の水温に基づくDuty(A)と比較される。即ち、ステップＳ１５により、Duty(A)とDuty(B)の大小関係が判定されて小さい方に決定される。実施例では、「Duty(A)≦Duty(B)」であるか否かを判定するため、Duty(A)がDuty(B)以下の場合には（Ｓ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１７に処理を移行して電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比をDuty(A)に決定し、Duty(B)が小さい場合には（Ｓ１５；ＮＯ）、ステップＳ１６に処理を移行して電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比をDuty(B)に決定する。
【００２６】
ステップＳ１８では、別のタスクなどによりオープンループでＰＷＭ制御されている駆動電圧のデューティ比を、ステップＳ１６またはステップＳ１７により決定されたDutyに変更する処理を行う。デューティ比の変更は、例えば、モータのＰＷＭ制御を行う別のタスクと本Duty変更処理を実行するタスクが共にアクセスすることのできる共有メモリなどを用いて行われる。共有メモリは冷却システムコントローラ３９が有する。最後に冷却システムコントローラ３９は、決定されたデューティ比のＰＷＭ信号を電動ポンプのモータに出力する。
【００２７】
このように実施例による電動ポンプ３２の冷却システムコントローラ３９では、リザーブタンク３７に貯留する冷却液の残量が正常値未満に低下したことを検出した場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、電動ポンプ３２のモータに出力するＰＷＭのデューティ比を下げる。これにより、電動ポンプ３２は回転数が減少して吐出圧が低下することから、エア噛みが減って回転数が過度には増加しなくなる。即ち、冷却液の残量が正常値未満に低下しても回転数の増加を抑制され、モータの保護制御が行われる規定値に達し難くなる。したがって、リザーブタンク３７の冷却液が正常値未満に減少してもインバータクーラ３６に冷却液を循環させることができ、インバータクーラ３６の冷却性能の低下が抑制される。
【００２８】
図４に示したフローチャートの特徴の一つは次の通りである。即ち、冷却システムコントローラ３９は、冷却液温度に基づいて第１のデューティ比（Duty(A)）を決定し（ステップＳ１２）、また、冷却液残量に基づいて第２のデューティ比（Duty(B)）を決定し（ステップＳ１４）、第１と第２のデューティ比のうちの小さい方を電動ポンプへの指令値とする（ステップＳ１５〜Ｓ１９）。
【００２９】
図４に示すDuty変更処理では、リザーブタンク３７内の冷却液の残量を液面センサ４５により検出するように構成したが、図５に示すように、液面センサ４５を用いることなくリザーブタンク３７内の冷却液の残量を推定してもよい。図５に、Duty変更処理の他の例を示すフローチャートを示す。このフローチャートでは図４に示す処理ステップと実質的に同一の処理ステップには同一の符号を付し、同一の処理ステップについては説明を省略する。
【００３０】
図５に示すDuty変更処理では、まずステップＳ２１により冷却パイプ３１を流れる冷却液の水温を温度センサ４２で検出した後、続くステップＳ２２によってこの水温が予め定められた正常値の範囲内であるか否かを判定する。正常時の範囲内である場合には（Ｓ２２；ＹＥＳ）、電動ポンプ３２の制御はデューティ比を含めて変更する必要がないため、本Duty変更処理を終了する。これに対して、冷却液の水温が正常時の範囲内でない場合には（Ｓ２２；ＮＯ）、ステップＳ１２により電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比（Duty(A)）を冷却液の水温に基づいて仮に設定する。
【００３１】
続くステップＳ２３により冷却液の単位時間当たりの水温上昇率を取得する。水温上昇率（上がり幅）は、前回取得した水温との差分から求めることができる。あるいは、水温上昇率は、ハイブリッド車の走行状態、電圧コンバータ１５やインバータ１７、１８などの負荷状態、電動ポンプ３２の駆動状態などに基づいて算出される。前述したように、ＨＶコントローラ２２は、車速、アクセル開度、メインバッテリ１１の残量などのハイブリッド車の走行状態などに関するデータを収集する。このため、冷却システムコントローラ３９は、ＨＶコントローラ２２を介して走行状態に関するデータを取得する。また、電圧コンバータ１５などの負荷状態は、これらを制御するパワーコントローラ２１やインバータクーラ３６の温度センサ４４のデータから取得する。電動ポンプ３２は、冷却システムコントローラ３９が制御をしているため、その駆動状態は、モータの制御データや回転数センサ４１によるモータの回転数から取得する。これらの各データに基づいて、例えば、予め実験やシミュレーションなどにより得られた水温上昇率をマップ化したものを冷却システムコントローラ３９に記憶させる。これにより、冷却液の単位時間当たりの水温上昇率が取得可能になる。
【００３２】
また、ステップＳ２４による冷却液の残量の推定は、水温上昇率と冷却液の残量の関係を示すマップから得る。なお、そのようなマップは、冷却システムコントローラ３９に予め記憶されている。これにより、液面センサ４５を用いることなく、次のステップＳ２４による水温上昇率に基づく冷却液の残量の推定が可能になる。このようにステップＳ２３、２４により、リザーブタンク３７内の冷却液の残量を推定することによって、液面センサ４５が不要になる。なお、ステップＳ１３以降の各処理は、図４を参照して説明したステップＳ１３〜Ｓ１８と同様に行われる。
【００３３】
冷却液の減少は、前述したように、エア噛みの発生により電動ポンプ３２のモータの回転数に影響を及ぼす。このため、回転数センサ４１により検出されるモータの回転数に基づいてリザーブタンク３７内の冷却液の残量を推定することも可能である。例えば、単位時間当たりの回転数の上昇率（上がり幅）と冷却液の残量の関係を予めマップ化したものを冷却システムコントローラ３９に記憶させておく。これにより、回転数の上昇率から冷却液の残量の推定が可能になる。このため、液面センサ４５によりモータの回転数を検出する処理と、モータの回転数に基づき冷却液の残量を取得する処理を、図５に示すステップＳ２３、Ｓ２４に代えた改変例を構成してもよい。
【００３４】
なお、モータの回転数の急増は、定常的なエア噛みだけでなく、一時的なエア噛みによっても生じ得る。そのため、これらの区別は、回転数が上昇している期間（時間）や回数に基づいて行う。例えば、本Duty変更処理が５ミリ秒ごとに実行される場合、連続して２００回（１秒間）以上検出されたときには定常的なエア噛みであることを判定し、そうでないときには一時的なエア噛みであることを判定する。そして、一時的なエア噛みの場合には、電動ポンプ３２の制御はデューティ比を含めて変更する必要がないため、本Duty変更処理を終わるように上記改変例を構成する。
【００３５】
図５に示すDuty変更処理やその改変例では、液面センサ４５により冷却液の残量を検出することなく、リザーブタンク３７の冷却液の残量を推定するので、リザーブタンク３７に新たに液面センサ４５を設ける必要がない。一方、当該処理が必要とする、ハイブリッド車の走行状態、電圧コンバータ１５などの負荷状態や電動ポンプ３２の駆動状態などは、ハイブリッド車に既に設けられている各センサなどから取得可能なデータから得られる情報である。よって、図５に示すDuty変更処理やその改変例を採用することにより、新たなセンサを設けることなく、冷却液の残量が正常値未満に低下しても回転数の増加が抑制されてモータの保護制御が行われる規定値に達することが回避される。
【００３６】
また、他の改変例として、モータの回転数、冷却液の残量及びデューティ比に基づいて、回転数の上昇率と駆動電圧のデューティ比とを１対１の対応関係でマップ化したものを予め冷却システムコントローラ３９に記憶させておくことで、回転数の上昇率から駆動電圧のデューティ比を直接導くことが可能になる。これにより、図４や図５に示すDuty変更処理のような複雑な情報処理を行うことなく、シンプルな処理で駆動電圧のデューティ比を変更することができる。
【００３７】
さらに、モータの保護制御が行われる規定値にモータの回転数が接近しているか否かを判定して、接近している場合にデューティ比を下げ、接近していない場合にデューティ比を維持するように処理を構成してもよい。これにより、図４及び図５に示すDuty変更処理のステップＳ１３〜Ｓ１５に代えて、これらの処理を行うことによって、例えば、接近している場合にデューティ比を下げたDuty(B)に決定し（Ｓ１６）、また接近していない場合にはDuty(A)に決定する（Ｓ１７）、構成が可能になる。なお、「接近」の範囲は、例えば、電動ポンプ３２のモータの電気的及び機械的な特性に基づく実験やシミュレーションにより個別具体的に予め定められる。
【００３８】
上述した実施例やその改変例などでは、電動ポンプ３２のモータを駆動するＰＷＭのデューティ比を変更するようにDuty変更処理を構成し、電動ポンプ３２の吐出圧を低下させ冷却液の残量が正常値未満に低下してもモータの回転数が急増し難くなるようにしてモータの保護制御が起動され難くした。モータの保護制御が起動されないようするには、その保護制御の開始を判定する規定値自体を上げてもよい。ここで、他の実施例として、空転保護処理で用いられる規定値を変更する処理について図６、図７を参照して説明する。図６に、冷却システムコントローラが実行する空転保護処理のフローチャートを示し、図７に、空転保護処理で用いられる規定値を変更する処理のフローチャートを示す。
【００３９】
まず、図６に基づいて、冷却システムコントローラ３９で実行される空転保護処理について簡単に説明する。空転保護処理は、前述したように、回転数センサ４１により検出した後（Ｓ５１）、このモータの回転数が予め決められた規定値を超えているか否かを判定する（Ｓ５２）。そして、この規定値を超えている場合には（Ｓ５２；ＹＥＳ）、冷却システムコントローラ３９はモータ保護制御を実行し、規定値を超えていない場合には（Ｓ５２；ＮＯ）、そのまま本空転保護処理を終了する。この規定値は、前述したように、典型的には一定時間過回転をしても焼損などの故障に至らない回転数であるが、これには一定の余裕度が含まれている。このため、この余裕度の範囲内で規定値を上げることで、モータの保護制御が起動され難くなる。この技術的思想に基づく処理が、図７に示す規定値変更処理である。
【００４０】
図７に示すように、ステップＳ６１により液面センサ４５によって冷却液の残量を検出した後、ステップＳ６２によりリザーブタンク３７内の冷却液の残量が正常値であるか否かを判定する。リザーブタンク３７内の冷却液の残量が正常値である場合には（Ｓ６２；ＹＥＳ）、本来、検出すべき電動ポンプ３２の故障の検出を可能にするため、またエア噛みに起因する電動ポンプ３２の空転は生じる可能性が低いため、規定値を変更することなく、本規定値変更処理を終了する。これに対して、冷却液の残量が正常値でない（正常値未満である）場合には（Ｓ６２；ＮＯ）、規定値を上げる処理（規定値を増加させる処理）をステップＳ６３により行う。規定値の増加は前述の余裕度の範囲内に行い、本規定値変更処理を終了する。なお、ステップＳ６１及びＳ６２による各処理は、図４を参照して説明したDuty変更処理におけるステップＳ１１及びＳ１３とほぼ同様である。
【００４１】
このように、リザーブタンク３７に貯留する冷却液の残量に基づいて、その残量が正常値未満である場合には、空転保護処理で用いられる規定値が増加するように変更することによって、モータの保護制御が開始される規定値自体が上がるため、当該規定値に達し難くなる。したがって、このような比較的処理が簡素な構成の規定値変更処理によっても、リザーブタンク３７の冷却液が正常値未満に減少してもインバータクーラ３６に冷却液を循環させることができるため、インバータクーラ３６による冷却能力を維持できる。なお、ステップＳ６１による冷却液の残量検出処理に代えて、図５を参照して説明したように、ステップＳ２３、２４によりリザーブタンク３７内の冷却液の残量を推定してもよい。これにより、液面センサ４５が不要になる。
【００４２】
また、冷却システムコントローラ３９が実行する空転保護処理の他の例として、図８、図９に示す構成を採ってもよい。図８に、空転保護処理の他の例を示すフローチャートを示し、図９に、冷却システムコントローラが実行する保護抑制処理のフローチャートを示す。なお、図８において、図６に示す処理ステップと実質的に同一の処理ステップには同一の符号を付す。また、同一の処理ステップについては説明を省略する。
【００４３】
図８に示す空転保護処理では、ステップＳ５２により、モータの回転数が予め決められた規定値を超えていると判定された場合（Ｓ５２；ＹＥＳ）、直ちにモータ保護制御を実行するのではなく、保護制御が禁止されていない場合に限って（Ｓ７２；ＹＥＳ）、ステップＳ５３によるモータ保護制御を行う。例えば、冷却システム３０の冷却対象となる電圧コンバータ１５やインバータ１７、１８などの被冷却ユニットがそのスイッチング素子などの発熱素子の発熱により、パワーコントローラ２１によって過熱保護制御されている場合には、過熱している電圧コンバータ１５などの運転（駆動）が一時的に停止される。このような運転停止中の被冷却ユニットはそれ自体で発熱が抑制されることから被冷却ユニットの発熱も低下する。そのため、インバータクーラ３６の冷却能力が低下しても支障のない期間中として、被冷却ユニットの運転停止中に電動ポンプ３２のモータ保護制御を行うことによって、被冷却ユニットの発熱状況に適したインバータクーラ３６による冷却が可能になる。
【００４４】
図９に示すように、保護抑制処理では、ステップＳ８１により被冷却ユニットの状態を検出する。実施例では、電圧コンバータ１５やインバータ１７、１８などの被冷却ユニットは、パワーコントローラ２１により駆動制御されているため、パワーコントローラ２１からこれらの制御データを取得して被冷却ユニットの状態を検出する。この状態に関する情報に基づいてステップＳ８２により被冷却ユニットが過熱保護制御中であるか否かを判定する。被冷却ユニットが過熱保護制御中でない場合には（Ｓ８２；ＮＯ）、ステップＳ８３に処理を移行してモータ保護制御を禁止する旨の禁止フラグを設定して、本保護抑制処理を終了する。これに対して、被冷却ユニットが過熱保護制御中である場合には（Ｓ８２；ＹＥＳ）、インバータクーラ３６の冷却能力が低下しても支障のない期間中であることから、モータ保護制御を許容するため、禁止フラグを設定することなく、本保護抑制処理を終了する。
【００４５】
このように電動ポンプ３２の空転保護処理を、被冷却ユニットの過熱保護制御期間中に限って実行するように構成しても、被冷却ユニットの過剰な発熱が継続すればパワーコントローラ２１によって過熱保護制御が働くことから、最終的には電動ポンプ３２の空転保護処理が実行されて電動ポンプ３２のモータを保護することが可能となる。
【００４６】
なお、上述した各実施例などは、ハイブリッド車を対象とするものであるが、エンジン（内燃機関）を備えない電気自動車を対象とすることも可能であり、この場合も上述と同様の作用及び効果が得られる。また、上述した各実施例などでは、図４〜図９に示す各情報処理を冷却システムコントローラ３９により実行するように構成したが、これよりも上位のＨＶコントローラ２２によりこれらの情報処理を実行して、電動ポンプ３２の駆動電圧のデューティ比の変更や空転保護制御の禁止などを冷却システムコントローラ３９に指令するように各処理の流れを構成してもよい。
【００４７】
実施例技術に関する留意点を述べる。冷却システムコントローラ３９が「電動ポンプの制御装置」に相当する。インバータクーラ３６が冷却器に相当する。冷却パイプ３１が循環路に、また電圧コンバータ１５、インバータ１７、１８が被冷却ユニットにそれぞれ相当する。さらに、第２モータ３が走行用モータに相当する。「電動ポンプのモータ保護制御」の典型は、電動ポンプのモータを停止することである。
【００４８】
実施例の冷却システムコントローラ３９（即ち制御装置）の特徴の幾つかを以下にまとめる。制御装置は、冷却器に冷却液を循環させる電動ポンプをＰＷＭ制御するとともに、電動ポンプの回転数が規定値を超えた場合に電動ポンプの保護制御を行う。そして、その制御装置は、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、ＰＷＭのデューティ比を（残量が所定量以上の場合のデューティ比よりも）下げる。デューティ比は、電動ポンプに与える出力指令に相当する。電動ポンプは（回転数が）ＰＷＭ制御されており、ＰＷＭのデューティ比が下がることにより、回転数が減少し電動ポンプの吐出圧が低下することから、エア噛みが減って回転数が増加し難くなる。これにより、冷却液の残量が所定量未満に低下しても回転数の増加が抑制される。別言すれば、保護制御を開始しなければならない冷却液残量を通常より（デューティ比を下げない場合と比較して）低くすることができる。すなわち、比較的に多くの冷却液が漏れても冷却能力の低下を従来よりも抑えることができる。
【００４９】
制御装置の一実施形態では、冷却液の循環路に設けられたリザーブタンクに貯留する冷却液の残量が所定量未満に低下したことを検出した場合、被冷却ユニットが電子部品の駆動を停止しているときには、ディーティ比や規定値に関わらずに電動ポンプの保護制御を行う。冷却器が冷却する被冷却ユニットには、駆動時に発熱する電子部品が備えられている。電子部品が駆動を停止している場合にはそれによる発熱がなくなるため被冷却ユニットの発熱も低下する。このため、電子部品の駆動停止時に電動ポンプの保護制御を行うことによって、被冷却ユニットを冷却する必要性が小さい場合には、電動ポンプの保護を優先させる。
【００５０】
上記の電動ポンプの制御装置は、リザーブタンクに貯留する冷却液の残量を冷却液の温度上昇率に基づいて推定する。冷却液の温度が、例えば温度センサなどにより検出される場合には、単位時間当たりの温度上昇率を算出しそれに基づいて冷却液の残量を推定する。推定は、例えば、予め実験やシミュレーションなどにより得られた計算式や、温度上昇率に対して減少量が関連付けられたマップなどを参照して行う。
【００５１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５２】
２：第１モータ
３：第２モータ
４：エンジン
１５：電圧コンバータ
１７、１８：インバータ
３０：冷却システム
３１：冷却パイプ
３２：電動ポンプ
３６：インバータクーラ
３７：リザーブタンク
３９：冷却システムコントローラ
４１：回転数センサ
４２、４４：温度センサ
４３：流量センサ
４５：液面センサ
１００：ハイブリッド車
【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】
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【図８】
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【図９】
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