(57)【要約】【課題】外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態でも電動コンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を調整できる電動コンポーネントの冷却水温調整システムを提供する。【解決手段】電動コンポーネントの冷却水温調整システムは、ラジエータと電動コンポーネントとの間に設けられ、ラジエータにおいて冷却された冷却水を電動コンポーネントに吐出可能な電動ウォータポンプと、ラジエータと電動ウォータポンプとの間に設けられ、冷却水の加温が可能な加温手段と、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、加温手段が作動するように制御することで、冷却水の温度が所定冷却水温度となるように制御可能な制御装置と、を備える。【選択図】  図２
2019213340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に搭載された電動コンポーネントを冷却するための冷却水が循環可能な冷却水配管と、
前記電動コンポーネントの下流に設けられ、前記冷却水配管を流れる冷却水と外気とが熱交換することによって前記冷却水を冷却可能なラジエータと、
前記ラジエータと前記電動コンポーネントとの間に設けられ、前記ラジエータにおいて冷却された冷却水を前記電動コンポーネントに吐出可能な電動ウォータポンプと、
前記ラジエータと前記電動ウォータポンプとの間に設けられ、前記冷却水の加温が可能な加温手段と、
外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、前記加温手段が作動するように制御することで、前記冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように制御可能な制御装置と、
を備えることを特徴とする電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記電動ウォータポンプの作動を制御可能なポンプ制御手段と、
前記加温手段の作動を制御可能な加温制御手段と、
前記電動コンポーネントの通電を制御して前記電動コンポーネントからの発熱を制御可能なコンポーネント制御手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記電動ウォータポンプにおける冷却水の温度及び前記電動コンポーネントにおける冷却水の温度が共に前記所定冷却水温度以上となるように、前記ポンプ制御手段、前記加温制御手段及び前記コンポーネント制御手段を制御可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記電動ウォータポンプの回転数と前記冷却水配管への吐出流量との関係が示された前記冷却水配管における圧力損失特性曲線を用いて、前記電動ウォータポンプの回転数から前記冷却水配管への吐出流量を算出可能な吐出流量算出手段と、
前記電動ウォータポンプの駆動デューティが一定値における冷却水の温度毎の、前記電動ウォータポンプの回転数と前記冷却水配管への吐出流量との関係が示された前記電動ウォータポンプの性能曲線を用いて、前記吐出流量算出手段によって算出された吐出流量と前記電動ウォータポンプの回転数とから前記電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度を算出可能なウォータポンプ冷却水温度算出手段と、
を有する
ことを特徴にする請求項２に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記吐出流量算出手段によって算出された吐出流量と、前記電動コンポーネントの通電による時間当たりの発熱量とから前記電動コンポーネントを通過する冷却水の温度を算出可能なコンポーネント冷却水温度算出手段を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記ウォータポンプ冷却水温度算出手段による冷却水の温度と前記コンポーネント冷却水温度算出手段による冷却水の温度とが共に前記所定冷却水温度以上となるまで、前記加温制御手段による前記加温手段の作動及び前記コンポーネント制御手段による前記電動コンポーネントの通電を実行する
ことを特徴とする請求項４に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項６】
前記電動車両が四輪駆動車両であって、
前記電動コンポーネントがリヤモータを制御するリヤモータコントロールユニットであり、
前記電動ウォータポンプが車両前部に設置されるとともに、前記リヤモータコントロールユニットが車両後部に設置される
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【請求項７】
前記加温手段は、前記電動ウォータポンプの上流側の直前に少なくとも設置される
ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の電動コンポーネントの冷却水温調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動車両に搭載される電動コンポーネントの冷却水温調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動車両のインバータ冷却装置が開示されている。かかるインバータ冷却装置は、スイッチング回路を有するパワードライブユニットを冷却する冷却水が循環する冷却水配管と、冷却水配管に冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６３６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
極寒地や寒冷地では、冷却水の温度が下がり冷却水の粘度が上がるために、冷却水の流量が確保できずにパワードライブユニットが冷却不全に陥ってしまうことがある。すなわち、極寒地や寒冷地であっても、パワードライブユニット内の基板は、冷却が必要な温度に上昇する場合があるため、冷却水の水量が確保できずに冷却不全に陥ってしまうことがある。コンポーネントが冷却不全に陥ると、パワードライブユニットが高負荷運転をしないようにパワードライブユニットの出力が抑制される。したがって、例えば、四輪駆動の電動車両の場合には、前輪を駆動するフロントモータを制御するフロントドライブユニットを冷却する冷却水と、後輪を駆動するリヤモータを制御するリヤドライブユニットを冷却する冷却水とで冷却水温に差があると、フロントモータとリヤモータとで上記の出力抑制に入るタイミングや、出力抑制量に差異が生じ、その結果フロントモータの出力とリヤモータの出力とが乖離して、電動車両が所期の性能を発揮することができないことがある。したがって、パワードライブユニットを含むコンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を調整する必要がある。
【０００５】
極寒地や寒冷地において少しずつ流量を上げていき冷却水の温度を上げるようにして冷却水の水量を確保するようにすることが考えられるが、このような場合であっても、冷却水の水量が確保できる冷却水の温度に達するまで時間を要するため、パワードライブユニットの出力に抑制が入る懸念がある。したがって、パワードライブユニットを含むコンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を迅速に調整する必要がある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態でも電動コンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を迅速に調整できる電動コンポーネントの冷却水温調整システム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】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システムは、電動車両に搭載された電動コンポーネントを冷却するための冷却水が循環可能な冷却水配管と、前記電動コンポーネントの下流に設けられ、前記冷却水配管を流れる冷却水と外気とが熱交換することによって前記冷却水を冷却可能なラジエータと、前記ラジエータと前記電動コンポーネントとの間に設けられ、前記ラジエータにおいて冷却された冷却水を前記電動コンポーネントに吐出可能な電動ウォータポンプと、前記ラジエータと前記電動ウォータポンプとの間に設けられ、前記冷却水の加温が可能な加温手段と、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、前記加温手段が作動するように制御することで、前記冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように制御可能な制御装置と、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、ラジエータと電動ポンプとの間に冷却水の加温が可能な加温手段を備え、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、制御装置は、加温手段が作動するように制御することで、冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように制御する。このように、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように制御することで、冷却水の粘度を下げることができるので、電動コンポーネントを冷却するための冷却水の流量を確保できる。これにより、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態でも、電動コンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を迅速に調整できる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記制御装置は、前記電動ウォータポンプの作動を制御可能なポンプ制御手段と、前記加温手段の作動を制御可能な加温制御手段と、前記電動コンポーネントの通電を制御して前記電動コンポーネントからの発熱を制御可能なコンポーネント制御手段と、を備え、前記制御装置は、前記電動ウォータポンプにおける冷却水の温度及び前記電動コンポーネントにおける冷却水の温度が共に前記所定冷却水温度以上となるように、前記ポンプ制御手段、前記加温制御手段及び前記コンポーネント制御手段を制御可能である。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、制御装置は、電動ウォータポンプにおける冷却水の温度及び電動コンポーネントにおける冷却水の温度が共に所定冷却水温度以上となるように、ポンプ制御手段、加温制御手段及びコンポーネント制御手段を制御する。これにより、電動ウォータポンプにおける冷却水の温度及び電動コンポーネントにおける冷却水の温度を共に所定冷却水温度以上に昇温できる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記制御装置は、前記電動ウォータポンプの回転数と前記冷却水配管への吐出流量との関係が示された前記冷却水配管における圧力損失特性曲線を用いて、前記電動ウォータポンプの回転数から前記冷却水配管への吐出流量を算出可能な吐出流量算出手段と、前記電動ウォータポンプの駆動デューティが一定値における冷却水の温度毎の、前記電動ウォータポンプの回転数と前記冷却水配管への吐出流量との関係が示された前記電動ウォータポンプの性能曲線を用いて、前記吐出流量算出手段によって算出された吐出流量と前記電動ウォータポンプの回転数とから前記電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度を算出可能なウォータポンプ冷却水温度算出手段と、を有する。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、ウォータポンプ冷却水温度算出手段が、吐出流量算出手段によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプの回転数とから電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度を算出する。これにより、電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度を計測するセンサを設けなくても、電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度を特定できる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記制御装置は、前記吐出流量算出手段によって算出された吐出流量と、前記電動コンポーネントの通電による時間当たりの発熱量とから前記電動コンポーネントを通過する冷却水の温度を算出可能なコンポーネント冷却水温度算出手段を有する。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、コンポーネント冷却水温度算出手段が、吐出流量算出手段よって算出された冷却水の温度と、電動コンポーネントの通電による時間当たりの発熱量とから電動コンポーネントを通過する冷却水の温度を算出する。これにより、電動コンポーネントを通過する冷却水の温度を計測するセンサを設けなくても、電動コンポーネントを通過する冷却水の温度を特定できる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記制御装置は、前記ウォータポンプ冷却水温度算出手段による冷却水の温度と前記コンポーネント冷却水温度算出手段による冷却水の温度とが共に前記所定冷却水温度以上となるまで、前記加温制御手段による前記加温手段の作動及び前記コンポーネント制御手段による前記電動コンポーネントの通電を実行する。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、制御装置は、ウォータポンプ冷却水温度算出手段による冷却水の温度とコンポーネント冷却水温度算出手段による冷却水の温度とが共に所定冷却水温度以上となるまで、加温制御手段による加温手段の作動及びコンポーネント制御手段によるコンポーネントの通電を実行する。これにより、電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度と電動コンポーネントを通過する冷却水の温度とを共に所定冷却水温度以上にできる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）の何れか一つの構成において、前記電動車両が四輪駆動車両であって、前記電動コンポーネントがリヤモータを制御するリヤモータコントロールユニットであり、前記電動ウォータポンプが車両前部に設置されるとともに、前記リヤモータコントロールユニットが車両後部に設置される。
【００１８】
上記（６）の構成によれば、電動車両が四輪駆動車両であって、電動コンポーネントがリヤモータを制御するリヤモータコントロールユニットであり、電動ウォータポンプが車両前部に設置されるとともに、リヤモータコントロールユニットが車両後部に設置されるので、車両前部に設置される電動ウォータポンプを通過する冷却水の温度と、車両後部に設置されるリヤモータコントロールユニットを通過する冷却水の温度と、の乖離を抑制できる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（６）の何れか一つの構成において、前記加温手段は、前記電動ウォータポンプの上流側の直前に少なくとも設置される。
【００２０】
上記（７）の構成によれば、加温手段は、電動ウォータポンプの上流側の直前に設置されるので、電動ウォータポンプの上流側の直前で冷却水が温められる。これにより、冷却水の粘度は電動ウォータポンプの上流側の直前で下がり、電動ウォータポンプには粘度が下がった冷却水を効率的に供給できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、極寒地や寒冷地でも、パワードライブユニットを含むコンポーネントが冷却不全に陥らないように冷却水温を迅速に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システムが搭載された電動車両を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した電動コンポーネントの冷却水温調整システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２に示した制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】冷却水配管の圧力損失特性曲線及び電動ウォータポンプの性能曲線の一例を示す図である。
【図５】リヤモータインバータの温度変化と電動ウォータポンプの吐出流量との関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システムの制御を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１が搭載された電動車両１００を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示した電動コンポーネントの冷却水温調整システム１の構成を概略的に示すブロック図であり、図３は、図２に示した制御装置３の冷却水温調整システム１の構成を概略的に示すブロック図である。図４は、冷却水配管１１の圧力損失特性曲線及び電動ウォータポンプ１３の性能曲線の一例を示す図である。図５は、リヤモータインバータ２３１の温度変化とリヤモータインバータ２３１に流れる冷却水の温度との関係の一例を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１が搭載される電動車両１００は、四輪駆動のプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）である。四輪駆動のプラグインハイブリッド車両は、エンジン（図示せず）、フロントモータ（図示せず）及びリヤモータ２４（図２参照）を動力源とする。四輪駆動のプラグインハイブリッド車両は、エンジン、フロントモータ及びリヤモータ２４のほかにジェネレータ（図示せず）を備えている。
【００２６】
本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１が搭載される四輪駆動のプラグインハイブリッド車両は、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム（水冷システム）１のほかに、フロントモータ及びジェネレータを冷却する冷却システム（油冷システム）（図示せず）を備えている。
【００２７】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１が冷却する電動コンポーネント２は、例えば、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２１、車載充電器（ＯＢＣ）２２、リヤモータコントロールユニット（ＲＭＣＵ）２３及びリヤモータ２４である。
【００２８】
パワードライブユニット２１は、フロントモータ及びジェネレータの制御が可能なユニットである。パワードライブユニット２１は、フロントモータ及びジェネレータとともに、車両前部に設けられるエンジンルーム１１０に設置されている。パワードライブユニット２１は、フロントモータインバータ２１１及びジェネレータインバータ２１２を有する。フロントモータインバータ２１１及びジェネレータインバータ２１２には、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））が搭載され、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが所定温度以上に発熱する虞がある場合には、フロントモータインバータ２１１及びジェネレータインバータ２１２の出力が制限される（出力抑制）。
【００２９】
車載充電器２２は、商用電源から供給された電力（家庭用電力）によって駆動用バッテリ（図示せず）を充電するためのものである。車載充電器２２は、車両後部に設けられるリヤフロア１２０に設置されている。車載充電器２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２１を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２１は、商用電源から供給されたＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖの電力を駆動用バッテリに充電可能な電力に変換可能であり、駆動用バッテリに充電可能な電力に変換された電力は駆動用バッテリに供給可能である（充電）。
【００３０】
リヤモータコントロールユニット２３は、リヤモータ２４の制御が可能なユニットである。リヤモータコントロールユニット２３は、リヤモータ２４とともに、車両後部に設けられるリヤアンダーフロア１３０に設置されている。リヤモータコントロールユニット２３は、リヤモータインバータ２３１を有する。リヤモータインバータ２３１には、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が搭載され、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが所定温度以上に発熱する虞がある場合には、リヤモータインバータ２３１の出力が制限される（出力抑制）。
【００３１】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１は、冷却水配管１１、ラジエータ１２、及び電動ウォータポンプ（ＥＷＰ）１３を備えている。
【００３２】
冷却水配管１１は、電動車両１００に搭載された電動コンポーネント２を冷却するための冷却水が循環可能である。例えば、電動コンポーネント２が、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３及びリヤモータ２４である場合に、冷却水配管１１は、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３、リヤモータ２４の順に冷却水が循環するように配管されている。
【００３３】
ラジエータ１２は、電動コンポーネント２の下流に設けられる。例えば、電動コンポーネント２が、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３及びリヤモータ２４である場合に、リヤモータ２４の下流に設けられる。
【００３４】
ラジエータ１２は、冷却水配管１１に流れる冷却水と外気とが熱交換することによって冷却水を冷却可能である。ラジエータ１２は、例えば、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３、リヤモータ２４の順に循環した冷却水と外気とが熱交換することによって冷却水を冷却可能である。また、ラジエータ１２の車両後方側には、例えば、ラジエータファン１４が配設されている。ラジエータファン１４は、ラジエータ１２に流れる冷却水と外気との間における熱交換を促進可能である。
【００３５】
電動ウォータポンプ１３は、ラジエータ１２と電動コンポーネント２との間に設けられる。電動ウォータポンプ１３は、ラジエータ１２において冷却された冷却水を電動コンポーネント２に吐出可能である。電動ウォータポンプ１３は、例えば、ラジエータ１２とパワードライブユニット２１との間に設けられる。この場合に、電動ウォータポンプ１３は、ラジエータ１２において冷却された冷却水をパワードライブユニット２１に吐出可能である。
【００３６】
また、例えば、電動ウォータポンプ１３の上流、ラジエータ１２と電動ウォータポンプ１３との間には、リザーバタンク１５が配置されている。リザーバタンク１５には、冷却水（クーラント液）が貯留され、冷却水配管１１において冷却水が足りない場合にリザーバタンク１５から冷却水配管１１に冷却水を補充する一方、冷却水配管１１において冷却水が余る場合に冷却水配管１１からリザーバタンク１５に冷却水を吐出する。
【００３７】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１は、更に、加温手段１６を備える。加温手段１６は、少なくともラジエータ１２と電動ウォータポンプ１３との間に設けられるが、更に電動ウォータポンプ１３と電動コンポーネント２（例えば、パワードライブユニット２１）との間にも設けられてもよい。加温手段１６は、少なくともラジエータ１２と電動ウォータポンプ１３との間において冷却水の加温が可能であるが、電動ウォータポンプ１３と電動コンポーネント２との間にも加温手段１６が設けられている場合には更に電動ウォータポンプ１３と電動コンポーネント２との間においても冷却水の加温が可能である。加温手段１６は、例えば、電熱線が内蔵されたホース１６１で構成され、少なくともラジエータ１２と電動ウォータポンプ１３との間において冷却水配管１１の一部を構成するが、電動ウォータポンプ１３と電動コンポーネント２との間にも加温手段１６が設けられる場合には電動ウォータポンプ１３と電動コンポーネント２との間においても冷却水配管１１の一部を構成する。
【００３８】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１は、更に、制御装置（ＰＨＥＶ−ＥＣＵ）３を備える。制御装置３は、パワードライブユニット２１、車載充電器２２及びリヤモータコントロールユニット２３のほか、ラジエータファン１４、電動ウォータポンプ１３及び加温手段１６を制御可能である。制御装置３には外気温センサ（図示せず）が接続され、制御装置３には外気温センサで計測された外気温が逐次入力される。
【００３９】
制御装置３は、外気温度が所定外気温度（例えば、０°Ｃ）未満の極寒状態又は寒冷状態において、加温手段１６が作動するように制御することで、冷却水の温度が所定外気温度（例えば、０°Ｃ）以上となるように制御する。
【００４０】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１によれば、少なくともラジエータ１２と電動ウォータポンプ１３との間に冷却水の加温が可能な加温手段１６を備え、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、制御装置３は、加温手段１６が作動するように制御することで、冷却水の温度が所定温度以上になるように制御する。このように、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態において、冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように制御することで、冷却水の粘度を下げることができるので、電動コンポーネント２を冷却するための冷却水の流量を確保できる。これにより、外気温度が所定外気温度未満の極寒状態又は寒冷状態でも、電動コンポーネント２が冷却不全に陥らないように冷却水温を迅速に調整できる。
【００４１】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１において、制御装置３は、ポンプ制御手段３１、加温制御手段３５及びコンポーネント制御手段３６を備える。
【００４２】
ポンプ制御手段３１は、電動ウォータポンプ１３の作動を制御可能である。ポンプ制御手段３１は、例えば、電動ウォータポンプ１３をパルス幅変調制御（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））可能である。ポンプ制御手段３１は、電動ウォータポンプ１３をパルス幅変調制御する場合に、電動ウォータポンプ１３の駆動デューティ比が任意の値となるように適宜制御可能である。
【００４３】
加温制御手段３５は、加温手段１６の作動を制御可能である。
【００４４】
コンポーネント制御手段３６は、電動コンポーネント２の通電を制御して電動コンポーネント２からの発熱を制御可能である。コンポーネント制御手段３６は、例えば、電動コンポーネント２の通電を個別に制御して電動コンポーネント２からの発熱を個別に制御可能である。コンポーネント制御手段３６は、例えば、パワードライブユニット２１、車載充電器２２及びリヤモータコントロールユニット２３の通電を個別に制御して、パワードライブユニット２１、車載充電器２２及びリヤモータからの発熱を個別に制御可能である。
【００４５】
制御装置３は、電動ウォータポンプ１３における冷却水の温度及び電動コンポーネント２における冷却水の温度が共に所定冷却水温度（例えば、０°Ｃ）以上となるように、ポンプ制御手段３１、加温制御手段３５及びコンポーネント制御手段３６を制御可能である。
【００４６】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１によれば、制御装置３は、電動ウォータポンプ１３における冷却水の温度及び電動コンポーネント２における冷却水の温度が共に所定冷却水温度以上となるように、ポンプ制御手段３１、加温制御手段３５及びコンポーネント制御手段３６を制御する。これにより、電動ウォータポンプ１３における冷却水の温度及び電動コンポーネント２における冷却水の温度を共に所定温度以上に昇温できる。
【００４７】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１において、制御装置３は、電動ウォータポンプ１３から電動ウォータポンプ１３の回転数が入力可能である。また、制御装置３は、吐出流量算出手段３２及びウォータポンプ冷却水温度算出手段３３を有する。
【００４８】
吐出流量算出手段３２は、電動ウォータポンプ１３の回転数から冷却水配管１１への吐出流量を算出可能である。吐出流量算出手段３２は、例えば、冷却水配管１１における圧力特性曲線を用いて、電動ウォータポンプ１３の回転数から冷却水配管１１への吐出流量を算出可能である。
【００４９】
冷却水配管１１における圧力損失特性曲線は、電動ウォータポンプ１３の回転数と冷却水配管１１への吐出流量との関係が示されたものである。冷却水配管１１における圧力損失特性曲線は、冷却水配管１１がどのように配管されているかによって異なる。したがって、冷却水配管１１における圧力特性曲線は車種ごとに異なり、電動ウォータポンプ１３の回転数と冷却水配管１１への吐出流量との関係を車種毎に予め計測しておくことによって、冷却水配管１１における圧力特性曲線が作成される（図４参照）。
【００５０】
したがって、例えば、吐出流量算出手段３２は、図４に示すように、冷却水配管１１における圧力特性曲線において、電動ウォータポンプ１３の回転数が定まると、冷却水配管１１へ吐出流量が算出される。例えば、吐出流量算出手段３２は、図４において破線で示すように、冷却水配管１１における圧力特性曲線において電動ウォータポンプ１３の回転数に対応する吐出流量が冷却水配管１１への吐出流量として算出される。
【００５１】
ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数とから電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を算出可能である。ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３は、例えば、電動ウォータポンプ１３の性能曲線を用いて、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数とから電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を算出可能である。
【００５２】
電動ウォータポンプ１３の性能曲線は、電動ウォータポンプ１３の回転数と冷却水配管１１への吐出流量との関係が示されたものである。電動ウォータポンプ１３の性能曲線は、電動ウォータポンプ１３に流れる冷却水の温度によって異なる。したがって、電動ウォータポンプ１３の性能曲線は、電動ウォータポンプ１３の駆動デューティが一定値における冷却水の温度毎に作成される（図４参照）。例えば、図４に示す例では、電動ウォータポンプ１３の駆動デューティが１００パーセントにおける冷却水の温度毎に作成される。
【００５３】
したがって、例えば、ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３は、図４に示すように、電動ウォータポンプ１３の回転数が定まり、吐出流量算出手段３２によって吐出流量が算出されると、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度が算出される。ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３は、例えば、図４において破線で示すように、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数との交点を通る電動ウォータポンプ１３の性能曲線が示す冷却水の温度が電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度として算出される。
【００５４】
ここで、電動ウォータポンプ１３の回転数と吐出流量算出手段３２によって算出される吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数の交点を通る電動ウォータポンプ１３の性能曲線の情報がない場合には、複数の電動ウォータポンプ１３の性能曲線に基づいて電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度が算出される（近似）。
【００５５】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１によれば、ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３が、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数とから電動ウォータポンプ１３を通過する冷却数の温度を算出する。これにより、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を計測するセンサを設けなくても、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を特定できる。
【００５６】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１において、制御装置３は、コンポーネント冷却水温度算出手段３４を有する。コンポーネント冷却水温度算出手段３４は、電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度を算出可能である。コンポーネント冷却水温度算出手段３４は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、電動コンポーネント２の通電による時間当たりの発熱量とから電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度を算出可能である。
【００５７】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネントの冷却水温調整システム１によれば、コンポーネント冷却水温度算出手段３４が、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、電動コンポーネント２の通電による時間当たりの発熱量とから電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度を算出する。これにより、電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度を計測するセンサを設けなくても、電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度を特定できる。
【００５８】
コンポーネント冷却水温度算出手段３４は、例えば、リヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度を算出可能なリヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１である。リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、リヤモータコントロールユニット２３の通電による単位時間当たりの発熱量とからリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度を算出可能である。
【００５９】
例えば、リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量をリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の流量とし、リヤモータコントロールユニット２３の通電による単位時間当たりの発熱量とからリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度を算出可能である。
【００６０】
リヤモータコントロールユニット２３の主たる発熱体は、リヤモータインバータ２３１であり、リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１は、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度をリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度としてもよい。
【００６１】
リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度は、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の流量と、リヤモータインバータ２３１の通電による単位時間当たりの発熱量とから算出可能である。リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の流量は、リヤモータコントロールユニット２３を通過する流量と等しく、また、電動ウォータポンプ１３が冷却水配管１１に吐出する流量に等しい。よって、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量をリヤモータインバータ２３１を通過する流量としてもよい。これにより、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、リヤモータインバータ２３１の通電による単位時間当たりの発熱量（Δ°Ｃ／ｓｅｃ）とから算出可能である。
【００６２】
例えば、リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１は、図５において破線で示すように、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、リヤモータインバータ２３１の通電による単位時間当たりの発熱量（Δ°Ｃ／ｓｅｃ）との交点からリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度を算出可能である。
【００６３】
尚、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の流量と、リヤモータインバータ２３１の通電による単位時間当たりの発熱量（Δ°Ｃ／ｓｅｃ）との関係は、予め計測しておくことによって特定可能となる。
【００６４】
本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１において、制御装置３は、ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３による冷却水の温度とコンポーネント冷却水温度算出手段３４による冷却水の温度とが共に所定冷却水温度（例えば、０°Ｃ）以上となるまで、加温制御手段３５による加温手段１６の作動及びコンポーネント制御手段３６による電動コンポーネント２の通電を実行する。
【００６５】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１によれば、制御装置３は、ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３による冷却水の温度とコンポーネント冷却水温度算出手段３４による冷却水の温度とが共に所定冷却水温度以上となるまで、加温制御手段３５による加温手段１６の作動及びコンポーネント制御手段３６による電動コンポーネント２の通電を実行する。これにより、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度と電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度とを共に所定冷却水温度以上にできる。
【００６６】
本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１において、電動車両が四輪駆動車両であって、電動コンポーネント２がリヤモータ２４を制御するリヤモータコントロールユニット２３であり、電動ウォータポンプ１３が車両前部のエンジンルーム１１０に設置されるとともに、リヤモータコントロールユニット２３が車両後部のリヤアンダーフロア１３０に設置される。
【００６７】
上述した一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１によれば、電動車両が四輪駆動車両であって、電動コンポーネント２がリヤモータ２４を制御するリヤモータコントロールユニット２３であり、電動ウォータポンプ１３が車両前部のエンジンルーム１１０に設置されるとともに、リヤモータコントロールユニット２３が車両後部のリヤアンダーフロア１３０に設置される。これにより、車両前部のエンジンルーム１１０に設置される電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度と、車両後部のリヤアンダーフロア１３０に設置されるリヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度と、の乖離を抑制できる。
【００６８】
本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１において、リヤモータコントロールユニット２３の主たる発熱体がリヤモータインバータ２３１であり、電動ウォータポンプ１３とともにフロントモータインバータ２１１が車両前部のエンジンルーム１１０に設置される。
【００６９】
上述した一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１によれば、リヤモータコントロールユニット２３において主たる発熱体がリヤモータインバータ２３１であり、電動ウォータポンプ１３とともにフロントモータインバータ２１１が車両前部のエンジンルーム１１０に設置される。これにより、車両前部のエンジンルーム１１０に設置される電動ウォータポンプ１３からフロントモータインバータ２１１に供給される冷却水の温度と、車両後部のリヤアンダーフロア１３０に設置されるリヤモータインバータ２３１に供給される冷却水の温度と、の乖離を抑制できる。
【００７０】
図６は、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１における制御を概略的に示すフローチャートである。図６に示すように、本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１では、まず、外気温センサで計測された外気温が所定外気温度（例えば、０°Ｃ）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００７１】
外気温センサにおいて計測された外気温が所定外気温度以上である場合には、加温制御手段３５は、加温手段１６が冷却水を加温することなく、ポンプ制御手段３１が電動ウォータポンプ１３を制御する。例えば、ポンプ制御手段３１が電動ウォータポンプ１３をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御する場合には、電動ウォータポンプ１３の駆動デューティを適宜制御することにより、電動ウォータポンプ１３の吐出量を適宜調整する。これにより、電動ウォータポンプ１３から吐出された冷却水は、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３及びリヤモータ２４の順に適宜循環し、パワードライブユニット２１、車載充電器２２、リヤモータコントロールユニット２３及びリヤモータ２４を適宜冷却する。
【００７２】
外気温センサにおいて計測された温度が所定の温度以上でない場合、すなわち、外気温センサにおいて計測された外気温が所定外気温度未満である場合には、ポンプ制御手段３１が電動ウォータポンプ１３の出力が最大となるように制御する。例えば、ポンプ制御手段３１が電動ウォータポンプ１３をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御する場合には、ポンプ制御手段３１は電動ウォータポンプ１３の駆動デューティが１００パーセントとなるように制御する。そして、制御装置３には、電動ウォータポンプ１３から電動ウォータポンプの回転数が入力される（ステップＳ１１）。
【００７３】
次に、吐出流量算出手段３２が冷却水配管１１への吐出流量を算出するとともに、ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３が電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を算定する（ステップＳ１２）。
【００７４】
吐出流量算出手段３２は、例えば、冷却水配管１１における圧力特性曲線を用いて、電動ウォータポンプ１３の回転数から冷却水配管１１への吐出流量を算出する。ウォータポンプ冷却水温度算出手段３３は、例えば、電動ウォータポンプ１３の性能曲線を用いて、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と電動ウォータポンプ１３の回転数とから電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度を算出する。
【００７５】
次に、加温制御手段３５は、加温手段１６が作動するように制御することによって、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水を加温する（ステップＳ１３）。加温制御手段３５は、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度が所定冷却水温度（例えば、０°Ｃ）以上となるように、加温手段１６が作動するように制御する。
【００７６】
電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度が所定冷却水温度以上になると、加温制御手段３５は、加温手段１６が作動を停止するように制御する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００７７】
一方、コンポーネント制御手段３６は、電動コンポーネント２の通電を制御し、電動コンポーネント２を通過する冷却水を温める。電動コンポーネント２は、例えば、リヤモータコントロールユニット２３であり、コンポーネント制御手段３６は、例えば、リヤモータインバータ２３１の通電を制御し、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水を温める（ステップＳ２１）。尚、リヤモータインバータ２３１は、通電するだけではリヤモータ２４が駆動（回転）することはなく、リヤモータインバータ２３１は発熱し、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度は上昇する。
【００７８】
次に、リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１がリヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度を算出する（ステップＳ２２）。リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段３４１は、吐出流量算出手段３２によって算出された吐出流量と、リヤモータインバータ２３１の通電による単位時間当たりの発熱量とからリヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度を算出する（ステップＳ２３）。
【００７９】
そして、リヤモータインバータ２３１を通過する冷却水の温度が所定冷却水温度（例えば、０°Ｃ）以上となると、コンポーネント制御手段３６は、リヤモータインバータ２３１の通電を停止させる（発熱停止）（ステップＳ２４）。
【００８０】
上述した本発明の一実施形態に係る電動コンポーネント２の冷却水温調整システム１によれば、加温制御手段３５は、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるように加温手段１６が作動するように制御するとともに、コンポーネント制御手段３６は、リヤモータコントロールユニット２３を通過する冷却水の温度が所定冷却水温度以上となるようにリヤモータコントロールユニットの通電を実行する。これにより、電動ウォータポンプ１３を通過する冷却水の温度と電動コンポーネント２を通過する冷却水の温度とを共に所定冷却水温度以上にできる。
【００８１】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。例えば、上述した本発明の一実施形態では、四輪駆動の電動車両について説明したが前輪駆動の電動車両にも適用可能である。この場合において、電動コンポーネント２はパワードライブユニット２１である。
【符号の説明】
【００８２】
１    電動コンポーネントの冷却水温調整システム
１１    冷却水配管
１２    ラジエータ
１３    電動ウォータポンプ
１４    ラジエータファン
１５    リザーバタンク
１６    加温手段
１６１    電熱線が内蔵されたホース
２    電動コンポーネント
２１    パワードライブユニット（ＰＤＵ）
２１１    フロントモータインバータ
２１２    ジェネレータインバータ
２２    車載充電器（ＯＢＣ）
２２１    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３    リヤモータコントロールユニット（ＲＭＣＵ）
２３１    リヤモータインバータ
２４    リヤモータ
３    制御装置（ＰＨＥＶ−ＥＣＵ）
３１    ポンプ制御手段
３２    吐出流量算出手段
３３    ウォータポンプ冷却水温度算出手段
３４    コンポーネント冷却水温度算出手段
３４１    リヤモータコントロールユニット冷却水温度算出手段
３５    加温制御手段
３６    コンポーネント制御手段
１００    電動車両
１１０    エンジンルーム
１２０    リヤフロア
１３０    リヤアンダーフロア
【図１】
2019213340.tif 000003
【図２】
2019213340.tif 000004
【図３】
2019213340.tif 000005
【図４】
2019213340.tif 000006
【図５】
2019213340.tif 000007
【図６】
2019213340.tif 000008