(57)【要約】      （修正有）【課題】利便性が良く、確実な気泡除去ができる電動車両の冷却制御装置を提供する。【解決手段】走行用の駆動力を出力する電動機５を含む走行装置２と、走行装置を冷却するための冷却水を収め、走行装置に接続される冷却装置３と、冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置４とを備えた電動車両の冷却制御装置であって、制御装置は、走行装置の温度に応じて前記冷却水の循環速度を変更する冷却制御部１８と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部と、所定の操作が検出されたとき、冷却制御部が設定する循環速度より速い循環速度に冷却水を制御する気泡除去制御部２０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の駆動力を出力する電動機を含む走行装置と、前記走行装置を冷却するための冷却水を収め、前記走行装置に接続される冷却装置と、前記冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置とを備えた電動車両の冷却制御装置であって、前記制御装置は、前記走行装置の温度に応じて前記冷却水の循環速度を変更する冷却制御部と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部と、前記所定の操作が検出されたとき、前記冷却制御部が設定する循環速度より速い循環速度に前記冷却水を制御する気泡除去制御部とを備えることを特徴とする電動車両の冷却制御装置。
【請求項２】
前記操作検出部は、少なくとも前記電動車両のフードの開閉状態を検出し、前記フードが開状態であるとき、前記気泡除去制御の実行許可を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、走行用の電動機を含む走行装置を備えた電動車両に関し、特に、走行装置の冷却を行う冷却制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池自動車ＦＣＶ）等の、環境に配慮した電動車両が注目されている。電動車両には、走行用の電動機を含む走行装置が搭載されている。走行装置は、電動機以外にも、発電機、電動機制御用のインバータ、アクセサリーコンセントＡＣ１００Ｖ出力用のＤＣＡＣインバータ、ＤＣ１２Ｖ供給用のＤＣＤＣコンバータ、高電圧バッテリ、高電圧バッテリ用の充電器などの、高電圧機器が含まれる。
電動車両は、これらの高電圧機器を含む走行装置の冷却、または加温のために、走行装置を冷却するための冷却水を収めて走行装置に接続される冷却装置と、冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置とを備えた冷却制御装置を用意し、高電圧機器を含む走行装置に冷却水通路にて冷却水を循環させて過熱防止、低温下での性能低下を防いでいる。
【０００３】
従来、電動車両の冷却制御装置は、車両の走行に用いられる電動機を冷却するために、電動機にウォータジャケットを形成し、このウォータジャケットに冷却水を循環供給する冷却水通路を接続した電動機の冷却装置が知られている（特許文献１）。また、この冷却装置は、冷却水を加圧するウォータポンプと冷却水が電動機から受け取った熱を放熱するためのヒートシンクが設けられ、電動機を冷却中に冷却水の温度が上昇することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０６２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記冷却制御装置に備えられた冷却装置は、放熱用のラジエータ、水を循環させる電動ウォータポンプ、冷却水通路内のエアを注入口から大気に排出するデガスタンクで構成される。このデガスタンクは、冷却水通路内の余剰水、冷却水の熱膨張、経年による水量増減を吸収する、リザーブタンクの機能も備えている。
上記のような冷却装置においては、冷却水の交換や使用による変質などの原因により冷却水通路中に気泡が発生することがある。また、気泡は、冷却水と比較して熱の吸収が悪く、電動機の冷却性能を低下させてしまうため、電動ウォータポンプで冷却水を定期的に循環させ、デガスタンクに気泡を放出させる必要がある。
【０００６】
しかし、冷却制御装置による電動ウォータポンプの駆動条件は、車両が走行可能状態であることや高電圧バッテリが充電状態であり、かつ、冷却水温が設定温度に達した場合など、動作する条件が限定される。このため、容易に電動ウォータポンプを駆動することができず、冷却水を循環させ、デガスタンクに気泡を放出させることができなかった。
しかも、気泡放出のために電動ウォータポンプを駆動する手法には、特殊な工具やサービスツールを用意し、複雑な操作や長時間の作業を要求される。さらに、冷却水通路は、一般的に屈曲させながら設けられるため、単に電動ウォータポンプを駆動して冷却水を循環させても、気泡が通路内に残留する虞があった。
このため、電動車両を使用する乗員は、車両メーカーなどに気泡の除去を依頼しなければならず、利便性が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は上記の問題に鑑みて成されたものであり、利便性が良く、確実な気泡除去ができる電動車両の冷却制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、走行用の駆動力を出力する電動機を含む走行装置と、前記走行装置を冷却するための冷却水を収め、前記走行装置に接続される冷却装置と、前記冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置とを備えた電動車両の冷却制御装置であって、前記制御装置は、前記走行装置の温度に応じて前記冷却水の循環速度を変更する冷却制御部と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部と、前記所定の操作が検出されたとき、前記冷却制御部が設定する循環速度より速い循環速度に前記冷却水を制御する気泡除去制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、気泡の除去が必要であるとき、乗員は予め定められた所定の操作を行うと、気泡除去制御部が、冷却制御より速い循環速度で冷却水を循環させ、気泡を除去する。従って、乗員は、車両メーカーなどへ気泡の除去を依頼する必要がなく、利便性が向上する。また、乗員が所定の操作を行うと、気泡除去制御部は、冷却水の循環を開始する。このとき、気泡除去制御部は、冷却制御時より速い循環速度で冷却水を循環させるため、屈曲した冷却通路であっても確実に気泡を除去することができる。
なお、当然ながら気泡除去制御による冷却水の循環速度は、冷却装置の電動ウォータポンプを最大出力で駆動させたとき、最も効率良く気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は電動車両の冷却制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は電動車両の冷却制御装置の制御フローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、電動車両の冷却制御装置１は、走行装置２と冷却装置３と制御装置４とを備えている。
前記走行装置２は、走行用の駆動力を出力する電動機５を含み、発電機６、電動機制御用のインバータ７、アクセサリーコンセントＡＣ１００Ｖ出力用のＤＣＡＣインバータ８、ＤＣ１２Ｖ供給用のＤＣＤＣコンバータ９、高電圧バッテリ１０、高電圧バッテリ１０用の充電器１１などの、高電圧機器が含まれる。
前記冷却装置３は、放熱用のラジエータ１２、冷却水を循環させる電動ウォータポンプ１３、エアを排出するデガスタンク１４、冷却水を還流させる冷却水通路１５で構成される。冷却水通路１５（走行装置２内部を流通する通路を合む）は、電動ウォータポンプ１３の駆動による水流で、その経路内のエアが全てデガスタンク１４まで送出される構造となっている。電動ウォータポンプ１３は、冷却水通路１５内のエアをデガスタンク１４まで排出できる圧送（揚水）能力を持っている。
デガスタンク１４は、冷却水の注入口１６を有し、冷却水通路１５内のエアを注入口１６から大気に排出できる構造となっている。このデガスタンク１４は、冷却水通路１５内の余剰水、冷却水の熱膨張、経年による水量増減を吸収する、リザーブタンクの機能も備えている。
前記冷却装置３は、走行装置２を冷却するための冷却水を収め、冷却水通路１５で走行装置２の電動機５、発電機６、インバータ７、ＤＣＡＣインバータ８、ＤＣＤＣコンバータ９、高電圧バッテリ１０、充電器１１に接続される。冷却装置３は、電動ウォータポンプ１３で冷却水を循環させて受熱し、ラジエータ１２で冷却水を冷却して放熱することで、走行装置２を構成する電動機５などの過熱防止、低温下での性能低下を防いでいる。電動ウォータポンプ１３は、前記制御装置４に接続されている。
【００１３】
前記制御装置４は、電動ウォータポンプ１３を制御して冷却装置３に流れる冷却水の循環速度を変更する。制御装置４は、走行装置２の温度として冷却水通路１５を流れる冷却水温度を検出する水温検出手段（水温センサ）１７と、水温検出手段１７により検出された走行装置２の温度に応じて冷却水の循環速度Ｖ１を変更する冷却制御部１８と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部１９と、前記操作検出部１９により所定の操作が検出されたとき、前記冷却制御部１８が設定する循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）に前記冷却水を制御する気泡除去制御部２０とを備えている。
冷却制御部１８は、電動ウォータポンプ１３の駆動を制御することで、冷却水の循環速度Ｖ１を変更する。気泡除去制御部２０は、電動ウォータポンプ１３の駆動を制御することで、循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２に変更する。
前記操作検出部１９は、少なくとも電動車両のフードの開閉状態を物理的に検出するフードスイッチからなる。前記制御装置４は、乗員がフードを開く操作を行って操作検出部１９によりフードが開状態であることを検出したとき、前記気泡除去制御部２０に気泡除去制御の実行許可を出力する。
なお、制御装置４には、バッテリ状態検出装置２１、インバータ制御装置２２、バッテリ充電器制御装置２３、ＤＣＤＣコンバータ制御装置２４、ＤＣＡＣインバータ制御装置２５、内燃機関制御装置２６が接続されている。制御装置４は、これら各制御装置２１〜２６と通信により情報を交換し、各種の制御を行う。
【００１４】
次に作用を説明する。
電動車両の冷却制御装置１は、冷却制御部１８により冷却制御を実行して電動機５を含む走行装置２を冷却し、気泡除去制御部２０により気泡除去制御を実行して気泡を除去する。
電動車両の冷却制御装置１は、図２に示すように、制御のプログラムがスタートすると（１００）、電源がＯＮされて電力を供給されているかを判断する（１０１）。
この判断（１０１）がＹＥＳの場合は、バッテリ状態検出装置２１と通信し、高電圧バッテリ１０の充電量が電動機５による走行が可能な量（電動車両が走行可能状態）であるかを判断する（１０２）。
この判断（１０２）がＮＯ（電動車両が走行不可能状態）の場合は、判断（１０１）にリターンする（１０５）。この判断（１０２）がＹＥＳ（電動車両が走行可能状態）の場合は、操作検出部１９によりフードが開状態であることを検出したかを判断する（１０３）。
この判断（１０３）がＹＥＳの場合は、気泡除去制御を実行し（１０４）、判断（１０１）にリターンする（１０５）。
一方、前記判断（１０１）がＮＯの場合は、内燃機関制御装置２６と通信し、内燃機関制御装置２６が内燃機関で発電機６を駆動して高電圧バッテリ１０を充電中であるかを判断する（１０６）。
この判断（１０６）がＮＯの場合は、判断（１０１）にリターンする（１０５）。この判断（１０６）がＹＥＳの場合は、操作検出部１９によりフードが開状態であることを検出したかを判断する（１０３）。
この判断（１０３）がＹＥＳの場合は、前記のように気泡除去制御を実行し（１０４）、判断（１０１）にリターンする（１０５）。この判断（１０３）がＮＯの場合は、冷却制御を実行し（１０７）、判断（１０１）にリターンする（１０５）。
前記冷却制御においては、電動機５やインバータ７などの走行装置２を流れる冷却水温度に応じて電動ウォータポンプ１３の回転数を決定して駆動し、冷却水の循環速度Ｖ１を変更する。前記気泡除去制御においては、電動ウォータポンプ１３を冷却制御よりも高い回転数で駆動し、冷却制御部１８が設定する循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）に冷却水を制御する。
【００１５】
電動車両の冷却制御装置１は、水温検出手段１７の検出する水温が設定水温に到達した場合に、冷却制御部１８による冷却制御を実行し、電動ウォータポンプ１３を駆動して冷却水を循環速度Ｖ１で循環させ、走行装置２を冷却する。冷却制御部１８は、水温に従って、段階的に電動ウォータポンプ１３の回転数を増加させて循環速度Ｖ１を変更し、冷却を行う。冷却制御部１８は、冷却対象の走行装置２から、冷却要求信号を受信した場合も、電動ウォータポンプ１３を駆動させる。
なお、冷却制御部１８は、上記に加えて、車速に応じ、ラジエータ冷却用電動ファンも駆動させる。冷却制御部１８は、冷却水が入っていない状態（空転）を検知すると、電動ウォータポンプ１３の軸受けの過熱を防止するために間欠運転を行う制御を実行する。
また、電動車両の冷却制御装置１は、電動車両が走行可能状態（高電圧バッテリ１０の充電量が電動機５による走行が可能な量）、または、高電圧バッテリ１０が充電状態（充電中）であり、かつ、操作検出部１９によりフードが開状態であることを検出した場合に、気泡除去制御部２０による気泡除去制御に移行し、気泡除去制御部２０に気泡除去制御の実行許可を出力し、電動ウォータポンプ１３を駆動させる。このとき、気泡除去制御部２０は、電動ウォータポンプ１３を冷却制御よりも高い回転数で駆動し、冷却制御部１８が設定する循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）に冷却水を制御する。
気泡除去制御を実行する条件を判定する際に、電動車両の状態とフードの開状態との順序は問わない。気泡除去制御部２０は、気泡除去制御の実行中に、水温、冷却対象の走行装置２からの冷却信号、に関係なく、電動ウォータポンプ１３を全開駆動させる。これにより、気泡除去制御部２０は、冷却制御部１８が設定する循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）に冷却水を制御する。
気泡除去制御部２０は、操作検出部１９によりフードが閉状態であることを検出した場合、イグニッションキーがオフ操作された場合、高電圧バッテリ１０の充電が停止した場合に、冷却制御部１８による冷却制御に戻る。なお、気泡除去制御部２０は、冷却水が入っていない状態（空転）を検知すると、冷却制御部１８による冷却制御と同様に、電動ウォータポンプ１３の軸受けの過熱を防止するために間欠運転を行う制御を実行する。
【００１６】
このように、電動車両の冷却制御装置１は、気泡の除去が必要であるとき、乗員は予め定められた所定の操作を行うと、気泡除去制御部２０が、冷却制御より速い循環速度Ｖ２で冷却水を循環させ、気泡を除去する。従って、乗員は、車両メーカーなどへ気泡の除去を依頼する必要がなく、利便性が向上する。
また、乗員が所定の操作を行うと、気泡除去制御部２０は、冷却水の循環を開始する。このとき、気泡除去制御部２０は、冷却制御時の循環速度Ｖ１より速い循環速度Ｖ２で冷却水を循環させるため、屈曲した冷却水通路１５であっても確実に気泡を除去することができる。
なお、当然ながら気泡除去制御による冷却水の循環速度Ｖ２は、電動ウォータポンプ１３を最大出力で駆動させたとき、最も効率良く気泡を除去することができる。
乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部１９は、乗員が行う操作による少なくとも電動車両のフードの開閉状態を検出する。制御装置４は、乗員が行った操作で操作検出部１９によりフードが開状態であることを検出したとき、気泡除去制御部１８に気泡除去制御の実行許可を出力する。
これにより、乗員がフードを開いたときには、冷却制御装置１により気泡除去制御が実行されるため、電動車両の点検時に自動的に気泡除去制御を実行させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明は、電動車両の冷却制御装置において、便性が良く、確実な気泡除去ができるものであり、高温下、低温下では充放電性能が低下する高電圧バッテリを水で冷却、加温する冷却装置を備えた電動車両にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  電動車両の冷却制御装置
２  走行装置
３  冷却装置
４  制御装置
５  電動機
６  発電機
７  インバータ
８  ＤＣＡＣインバータ
９  ＤＣＤＣコンバータ
１０  高電圧バッテリ
１１  充電器
１２  ラジエータ
１３  電動ウォータポンプ
１４  デガスタンク
１５  冷却水通路
１６  注入口
１７  水温検出手段
１８  冷却制御部
１９  操作検出部
２０  気泡除去制御部
２１  バッテリ状態検出装置
２２  インバータ制御装置
２３  バッテリ充電器制御装置
２４  ＤＣＤＣコンバータ制御装置
２５  ＤＣＡＣインバータ制御装置
２６  内燃機関制御装置
【図１】
2014155410.tif 000003
【図２】
2014155410.tif 000004