(57)【要約】【課題】フロント側とリヤ側とにモータが搭載された電動車両において、各モータを適切に冷却することで高温化を抑制する。【解決手段】駆動配分を変更可能なフロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒが搭載された電動車両の冷却装置１は、正転と逆転とを切り替え可能な電動ポンプ４と、フロントモータ１１Ｆを含むフロント冷却対象１０Ｆ及びリヤモータ１１Ｒを含むリヤ冷却対象１０Ｒを冷却する冷媒が循環するとともに、電動ポンプ４の正転時と逆転時とで冷媒の流通方向が反対になる冷却回路３と、冷却回路３に介装されたラジエータ５と、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分に基づいて、電動ポンプ４の回転方向を制御する制御装置２と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動配分を変更可能なフロントモータ及びリヤモータが搭載された電動車両の冷却装置において、
正転と逆転とを切り替え可能な電動ポンプと、
前記フロントモータを含むフロント冷却対象及び前記リヤモータを含むリヤ冷却対象を冷却する冷媒が循環するとともに、前記電動ポンプの正転時と逆転時とで前記冷媒の流通方向が反対になる冷却回路と、
前記冷却回路に介装されたラジエータと、
前記フロントモータ及び前記リヤモータの駆動配分に基づいて、前記電動ポンプの回転方向を制御する制御装置と、を備えた
ことを特徴とする、電動車両の冷却装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記フロントモータ及び前記リヤモータのうち前記駆動配分が大きい一方が含まれる冷却対象が前記冷媒によって先に冷却されるように前記回転方向を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の電動車両の冷却装置。
【請求項３】
前記電動車両には、複数の駆動モードが設けられ、
各々の前記駆動モードには、前記駆動配分が予め設定されており、
前記制御装置は、設定中の前記駆動モードに基づいて前記回転方向を制御する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電動車両の冷却装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記駆動モードの切り替えによって前記回転方向を切り替える必要がある場合、前記駆動モードが切り替わってから最初に前記電動車両が停止した時点で前記回転方向を切り替える
ことを特徴とする、請求項３記載の電動車両の冷却装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記フロントモータ及び前記リヤモータのいずれか一方に異常がある場合には、正常な他方が含まれる冷却対象が前記冷媒によって先に冷却されるように前記回転方向を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動配分を変更可能なフロントモータ及びリヤモータが搭載された電動車両の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、駆動源であるエンジンやモータを冷却するための冷却装置が搭載される。一般的な冷却装置は、冷却水（冷媒）が循環する回路と、この回路に介装されたラジエータ及び電動ポンプとを備えている。また、冷却水の流通方向を変更する弁や温度センサを備えた冷却装置も存在する（例えば特許文献１参照）。特許文献１の冷却装置は、温度の異なる冷却水が循環する複数の独立した冷却水回路を有しており、冷却水の温度に応じて冷却水の循環方向を切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３２９８６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、上記の特許文献１のように、冷却水の温度に応じて冷媒の循環方向の切替制御を実施する場合、冷却対象である部位の温度が上昇してから切替制御がされることになるため、冷却対象である部位の高温化を回避することが困難である。特に、電動車両の駆動源であるモータやインバータといった電動機器は、熱により劣化が進行したり故障を招いたりする可能性があるため、高温化を避ける必要がある。
【０００５】
本件の冷却装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、フロント側とリヤ側とにモータが搭載された電動車両において、各モータを適切に冷却することで高温化を抑制することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）ここで開示する電動車両の冷却装置は、駆動配分を変更可能なフロントモータ及びリヤモータが搭載された電動車両の冷却装置において、正転と逆転とを切り替え可能な電動ポンプと、前記フロントモータを含むフロント冷却対象及び前記リヤモータを含むリヤ冷却対象を冷却する冷媒が循環するとともに、前記電動ポンプの正転時と逆転時とで前記冷媒の流通方向が反対になる冷却回路と、前記冷却回路に介装されたラジエータと、前記フロントモータ及び前記リヤモータの駆動配分に基づいて、前記電動ポンプの回転方向を制御する制御装置と、を備えている。
【０００７】
（２）前記制御装置は、前記フロントモータ及び前記リヤモータのうち前記駆動配分が大きい一方が含まれる冷却対象が前記冷媒によって先に冷却されるように前記回転方向を制御することが好ましい。
（３）前記電動車両には、複数の駆動モードが設けられ、各々の前記駆動モードには、前記駆動配分が予め設定されていることが好ましい。この場合、前記制御装置は、設定中の前記駆動モードに基づいて前記回転方向を制御することが好ましい。
【０００８】
（４）前記制御装置は、前記駆動モードの切り替えによって前記回転方向を切り替える必要がある場合、前記駆動モードが切り替わってから最初に前記電動車両が停止した時点で前記回転方向を切り替えることが好ましい。
（５）前記制御装置は、前記フロントモータ及び前記リヤモータのいずれか一方に異常がある場合には、正常な他方が含まれる冷却対象が前記冷媒によって先に冷却されるように前記回転方向を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
開示の電動車両の冷却装置によれば、各モータを含む各冷却対象を適切に冷却することができ、各冷却対象の高温化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る電動車両の冷却装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】図１に示す冷却装置の制御装置で実施される制御手順を例示する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、実施形態としての電動車両の冷却装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１２】
［１．構成］
図１に示すように、本実施形態に係る冷却装置１は、車両前側（フロント側）に搭載されたフロントモータ１１Ｆと、車両後側（リヤ側）に搭載されたリヤモータ１１Ｒとを備えた電動車両に設けられる。すなわち、本実施形態の車両は、フロント側及びリヤ側のそれぞれにモータ１１Ｆ，１１Ｒを搭載した四輪駆動式（４ＷＤ）の電気自動車である。
【００１３】
本冷却装置１は、フロント側に搭載されたフロントモータ１１Ｆ，フロントインバータ１２Ｆ，フロントＭＣＵ１３Ｆ（Motor Control Unit）等の電動機器と、リヤ側に搭載されたリヤモータ１１Ｒ，リヤインバータ１２Ｒ，リヤＭＣＵ１３Ｒ（Motor Control Unit）等の電動機器とを冷却するものである。以下の説明では、前者の電動機器を総称して「フロント冷却対象１０Ｆ」と呼び、後者の電動機器を総称して「リヤ冷却対象１０Ｒ」と呼ぶ。
【００１４】
モータ１１Ｆ，１１Ｒは、図示しない車載バッテリから電力供給を受けてトルクを発生させる電動発電機である。各モータ１１Ｆ，１１Ｒは、各ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒにより個別に制御されて、大きさの異なるトルクを発生させて出力することが可能である。すなわち、車両はフロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分を変更可能に構成される。本実施形態の車両には、複数の駆動モードが設けられており、各駆動モードには駆動配分が予め設定されている。
【００１５】
駆動モードとしては、例えば、リヤモータ１１Ｒのみで車両を駆動する二輪駆動モードや、主にリヤモータ１１Ｒで車両を駆動するリヤ寄りの四輪駆動モードや、主にフロントモータ１１Ｆで車両を駆動するフロント寄りの四輪駆動モードや、二つのモータ１１Ｒ，１１Ｒの均等な駆動力で車両を駆動する等配分の四輪駆動モードが挙げられる。これらの駆動モードは、例えば車室内に設けられたモード切替スイッチ７を手動操作することで設定される。あるいは、アクセル開度や車速，車両の走行路等の情報に基づいて、後述する制御装置２が最適な駆動モードを判断して設定してもよい。駆動モードが設定されると、そのときの駆動モードに応じて各モータ１１Ｆ，１１Ｒの出力（駆動力）の配分が決まる。例えば、二輪駆動モードが設定されると、駆動配分は「フロントモータ０％，リヤモータ１００％」となる。
【００１６】
インバータ１２Ｆ，１２Ｒは、直流電力と交流電力とを変換する電力変換装置である。フロントインバータ１２Ｆはフロントモータ１１Ｆと車載バッテリとを接続する電気回路（図示略）上に介装され、リヤインバータ１２Ｒはリヤモータ１１Ｒと車載バッテリとを接続する電気回路（図示略）上に介装される。ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒは、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置である。各ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒは、制御装置２からの指令に基づいてインバータ１２Ｆ，１２Ｒをそれぞれ制御することで、モータ１１Ｆ，１１Ｒの出力及び回転速度を制御する。
【００１７】
また、各ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒは、各モータ１１Ｆ，１１Ｒの状態を監視して、各モータ１１Ｆ，１１Ｒに異常があるか否かの判定を実施する。この判定としては、例えば、モータ１１Ｆ，１１Ｒの温度が想定される温度よりも高いか否かといった判定や、モータ１１Ｆ，１１Ｒのハードの異常やソフトの異常がないかといった判定が挙げられる。ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒは通信ラインに接続され、モータ１１Ｆ，１１Ｒに関する各種情報や異常判定の結果を制御装置２に伝達する。
【００１８】
制御装置２は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置であり、車両に搭載される各種装置を統合制御する。本実施形態の制御装置２は、モータ１１Ｆ，１１Ｒ（インバータ１２Ｆ，１２Ｒ）の出力及び回転速度を制御するとともに、冷却装置１が備える電動ポンプ４のオンオフ及び回転方向を制御する。
【００１９】
冷却装置１は、フロント冷却対象１０Ｆ及びリヤ冷却対象１０Ｒを冷却するものであり、これらを冷却する冷媒が循環する冷却回路３と、この冷却回路３に介装された電動ポンプ４（ＥＷＰ），ラジエータ５及びコンデンスタンク６とを備える。電動ポンプ４は、正転と逆転とに切替可能に構成されており、正転時には図中白抜き矢印で示す方向（時計回り）に冷媒を流通させ、逆転時には図中模様付き矢印で示す方向（反時計回り）に冷媒を流通させる。すなわち、冷却回路３は、電動ポンプ４の正転時と逆転時とで冷媒の流通方向が反対になる。以下の説明では、特に明記しない限り、電動ポンプ４の正転時の流通方向を基準にして「上流」及び「下流」を規定する。
【００２０】
本実施形態の冷却装置１では、電動ポンプ４の直上流にコンデンスタンク６が設けられ、電動ポンプ４の直下流にフロント冷却対象１０Ｆが設けられる。フロント冷却対象１０Ｆの下流側には、リヤ冷却対象１０Ｒが設けられ、さらにその下流側にラジエータ５が設けられる。つまり、電動ポンプ４の回転方向が正転に制御されると、冷媒は、フロント冷却対象１０Ｆ，リヤ冷却対象１０Ｒ，ラジエータ５，コンデンスタンク６の順に冷却回路３内を流れ、電動ポンプ４へと戻る。反対に、電動ポンプ４の回転方向が逆転に制御されると、冷媒は、コンデンスタンク６，ラジエータ５，リヤ冷却対象１０Ｒ，フロント冷却対象１０Ｆの順に冷却回路３内を流れ、電動ポンプ４へと戻る。
【００２１】
制御装置２は、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分に基づいて、電動ポンプ４の回転方向を制御する。本実施形態の冷却装置１では、電動ポンプ４を正転に回転させると、ラジエータ５で冷やされた冷媒は最初にフロント冷却対象１０Ｆを通過してこれらを冷却し、その後、リヤ冷却対象１０Ｒを通過してこれらを冷却する構成となっている。そのため、リヤ冷却対象１０Ｒを通過する時点では、冷媒の温度がラジエータ５の通過直後に比べて上昇しており、リヤ側の冷却効率がフロント側に比べて低下してしまう。
【００２２】
そこで、本制御装置２は、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒのうち駆動配分が大きい一方が含まれる冷却対象１０Ｆ，１０Ｒが冷媒によって先に冷却されるように、電動ポンプ４の回転方向を制御する。つまり、フロントモータ１１Ｆの駆動配分がリヤモータ１１Ｒの駆動配分よりも大きい場合には、フロント冷却対象１０Ｆが冷媒によって先に冷却されるように、電動ポンプ４の回転方向を正転に制御する。反対に、リヤモータ１１Ｒの駆動配分がフロントモータ１１Ｆの駆動配分よりも大きい場合には、リヤ冷却対象１０Ｒが冷媒によって先に冷却されるように、電動ポンプ４の回転方向を逆転に制御する。
【００２３】
本実施形態の制御装置２は、二つのモータ１１Ｆ，１１Ｒの駆動配分の大小関係を、設定中の駆動モードに基づき判断し、電動ポンプ４の回転方向を制御する。例えば、二輪駆動モードが設定されている場合には、リヤモータ１１Ｒの方がフロントモータ１１Ｆよりも駆動配分が大きいため、電動ポンプ４の回転方向を逆転に制御する。なお、本実施形態の冷却装置１では、電動ポンプ４の直上流にコンデンスタンク６が設けられていることから、電動ポンプ４を逆回転させる場合には、その出力を高めることが好ましい。
【００２４】
本実施形態の制御装置２は、駆動モードの切り替えによって電動ポンプ４の回転方向を切り替える必要がある場合には、駆動モードが切り替わってから最初に車両が停止した時点で回転方向を切り替える。電動ポンプ４の回転方向を切り替えるときには冷媒の流れが一旦停止するが、この切替タイミングを車両停止のタイミングに合わせることで、冷却対象１０Ｆ，１０Ｒの高温化を抑制する。なお、制御装置２は、車速センサ８で検出された車速Ｖに基づき車両の停止を判断する。
【００２５】
また、本実施形態の制御装置２は、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒのいずれか一方に異常がある場合には、正常な他方が含まれる冷却対象１０Ｆ，１０Ｒが冷媒によって先に冷却されるように電動ポンプ４の回転方向を制御する。つまり、リヤモータ１１Ｒに異常がある場合には、フロント冷却対象１０Ｆが冷媒によって先に冷却されるように、電動ポンプ４の回転方向を正転に制御する。反対に、フロントモータ１１Ｆに異常がある場合には、リヤ冷却対象１０Ｒが冷媒によって先に冷却されるように、電動ポンプ４の回転方向を逆転に制御する。なお、制御装置２は、ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒにおいて実施される異常判定の結果に基づいて上記の制御を実施する。
【００２６】
［２．フローチャート］
図２は、上述した制御装置２で実施される制御手順を例示するフローチャートである。このフローチャートは、例えば車両の主電源がオンの状態のときに所定の演算周期で実施される。なお、ここでは、電動ポンプ４のオンオフ状態が車両の主電源のオンオフ状態に連動しているものとし、車両の主電源がオフからオンになったときには電動ポンプ４が正転で作動するものとする。
【００２７】
ステップＳ１では、車両に搭載されている各種センサやコントロールユニット等（例えば、モード切替スイッチ７，車速センサ８，フロントＭＣＵ１３Ｆ，リヤＭＣＵ１３Ｒ等）からの情報を取得する。ステップＳ２では、フロントモータ１１Ｆが正常であるか否かが判定され、正常であれば続けてリヤモータ１１Ｒが正常であるか否かが判定される（ステップＳ３）。リヤモータ１１Ｒも正常である場合には、ステップＳ４に進み、フロントモータ１１Ｆの駆動配分がリヤモータ１１Ｒよりも大きいか否かが判定される。すなわち、二つのモータ１１Ｆ，１１Ｒがいずれも正常である場合には、設定中の駆動モードに基づいて駆動配分の大小関係が判定される。
【００２８】
フロントモータ１１Ｆの駆動配分が大きい場合にはステップＳ５に進み、電動ポンプ４が正転しているか否かが判定され、電動ポンプ４が正転していればこのフローをリターンする。次の演算周期においてステップＳ２〜Ｓ４の判定がすべてＹｅｓであれば、再びステップＳ５の判定に進み、電動ポンプ４の回転方向が正転に制御され続ける。
【００２９】
駆動モードが切り替わり、ステップＳ４の判定において「フロントモータ１１Ｆの駆動配分が小さい」と判定されると、ステップＳ８に進み、電動ポンプ４の回転方向が逆転であるか否かが判定される。この場合、電動ポンプ４の回転方向は正転であるため、ステップＳ９に進み、車速Ｖがゼロであるか否かが判定される。車速Ｖがゼロでなければ（すなわち走行中であれば）、ステップＳ９の判定を繰り返し、車速Ｖがゼロになったら（すなわち車両が停止したら）、ステップＳ１０に進んで電動ポンプ４の回転方向を切り替えて逆転にし、このフローをリターンする。次の演算周期においてステップＳ２，Ｓ３の判定がＹｅｓであり、ステップＳ４の判定がＮｏであれば、再びステップＳ８の判定に進み、電動ポンプ４の回転方向が逆転に制御され続ける。
【００３０】
また、ステップＳ２においてフロントモータ１１Ｆが正常ではないと判定された場合には、ステップＳ２からステップＳ８に進み、電動ポンプ４の回転方向が逆転に制御される。反対に、ステップＳ３においてリヤモータ１１Ｒが正常ではないと判定された場合には、ステップＳ３からステップＳ５に進み、電動ポンプ４の回転方向が正転に制御される。なお、ステップＳ５において、電動ポンプ４の回転方向が正転ではないと判定された場合には、ステップＳ９と同様、車速Ｖが０になるまでステップＳ６の判定が繰り返され、車両が停止したら回転方向が正転に切り替えられる。
【００３１】
［３．効果］
（１）上述した冷却装置１では、冷却対象１０Ｆ，１０Ｒやモータ１１Ｆ，１１Ｒの温度ではなく、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分に基づいて電動ポンプ４の回転方向を制御する。このため、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒのうちの駆動配分が大きい一方が温度上昇するのに先立って、その一方のモータ１１Ｆ又は１１Ｒを積極的に冷却することができる。
【００３２】
例えば、リヤモータ１１Ｒの駆動配分が大きい場合には、リヤ冷却対象１０Ｒが最初に冷却されるように電動ポンプ４の回転方向を制御することで、リヤ冷却対象１０Ｒにラジエータ５で冷却された直後の冷媒が供給されるため、リヤ冷却対象１０Ｒの冷却効率を高めることができる。これにより、各モータ１１Ｆ，１１Ｒを含む冷却対象１０Ｆ，１０Ｒを適切に冷却することができ、冷却対象１０Ｆ，１０Ｒの高温化を抑制することができる。
【００３３】
（２）上述した冷却装置１によれば、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒのうち駆動配分が大きい一方が含まれる冷却対象１０Ｆ又は１０Ｒが冷媒によって先に冷却されるように電動ポンプ４の回転方向が制御されるため、冷却効率を向上させることができる。
（３）また、上述したように、駆動モードごとに駆動配分が設定されている場合には、設定中の駆動モードに基づいて電動ポンプ４の回転方向を制御することで、制御構成を簡素化することができる。
【００３４】
（４）上述した冷却装置１では、駆動モードの切り替えによって電動ポンプ４の回転方向を切り替える必要がある場合に、駆動モードが切り替わってから最初に車両が停止した時点で回転方向を切り替える。電動ポンプ４の回転方向を切り替えると、冷却回路３を流通する冷媒の流れが一旦停止するが、回転方向の切替タイミングを車両の停止時点に合わせることで、各冷却対象１０Ｆ，１０Ｒの高温化を抑制することができる。
【００３５】
（５）また、上述した冷却装置１では、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒのいずれか一方に異常がある場合には、正常な他方が含まれる冷却対象１０Ｒ又は１０Ｆが冷媒によって先に冷却されるように電動ポンプ４の回転方向が制御される。一方のモータ１１Ｆ又は１１Ｒに異常がある場合には、正常な他方のモータ１１Ｒ又は１１Ｆで要求出力をすべて賄う必要があるため、正常なモータ１１Ｒ又は１１Ｆが含まれる冷却対象１０Ｒ又は１０Ｆに先に冷媒が流れるように回転方向を制御することで、効率よく冷却することができ、高温化を抑制することができる。
【００３６】
［４．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述した冷却装置１の構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、冷却回路３に介装される電動ポンプ４，ラジエータ５，コンデンスタンク６，フロント冷却対象１０Ｆ及びリヤ冷却対象１０Ｒの順番が上述したものと異なっていてもよい。また、電動ポンプ４の正転時に、ラジエータ５で冷却された冷媒がリヤ冷却対象１０Ｒに先に流れるような構成であってもよい。少なくとも、電動ポンプ４の回転方向がフロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分に基づいて制御されるものであればよい。
【００３７】
また、上述した実施形態の車両には複数の駆動モードが設けられており、設定中の駆動モードから駆動配分が判断され、電動ポンプ４の回転方向が制御されているが、フロントモータ１１Ｆ及びリヤモータ１１Ｒの駆動配分を、駆動モード以外から取得，把握して、電動ポンプ４の回転方向を制御してもよい。なお、上述した各ＭＣＵ１３Ｆ，１３Ｒによるモータ１１Ｆ，１１Ｒの異常判定を省略してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  冷却装置
２  制御装置
３  冷却回路
４  電動ポンプ
５  ラジエータ
６  コンデンスタンク
７  モード切替スイッチ
８  車速センサ
１０Ｆ  フロント冷却対象
１０Ｒ  リヤ冷却対象
１１Ｆ  フロントモータ
１１Ｒ  リヤモータ
１２Ｆ  フロントインバータ
１２Ｒ  リヤインバータ
１３Ｆ  フロントＭＣＵ
１３Ｒ  リヤＭＣＵ
【図１】
2019037052.tif 000003
【図２】
2019037052.tif 000004