(57)【要約】【課題】自動車に搭載されたモータを高出力で運転すると、高温化して絶縁抵抗値が低下し、大量の漏電が発生してしまう。【解決手段】モータ１０の漏電量を測定する漏電検出器３０の出力を制御部３２に送る。制御部３２は、この漏電量が所定値以下になると、モータ１０等を冷却する冷却装置のオイルポンプ１８やオイルクーラ２０を十分な出力で運転制御し、モータ１０の温度の上昇を抑制する。これにより、漏電量を許容範囲内に抑えることができる。【選択図】          図１
2004215432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の原動機であるモータに対し、冷却装置によって冷却を行うモータ冷却システムにおいて、
モータあるいはその周辺に設置され、漏電量を測定する漏電量測定センサと、
漏電量測定センサの出力に基づいて、冷却量を増大するように冷却装置を運転する制御部と、
を備え、
所定許容値以上の漏電を防止することを特徴とするモータ冷却システム。
【請求項２】
自動車に搭載された発電機に対し、冷却装置によって冷却を行う発電機冷却システムにおいて、
発電機あるいはその周辺に設置され、漏電量を測定する漏電量測定センサと、
漏電量測定センサの出力に基づいて、冷却量を増大するように冷却装置を運転する制御部と、
を備え、
所定許容値以上の漏電を防止することを特徴とする発電機冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載されたモータあるいは発電機を冷却するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、モータを原動機とする電気自動車や、モータと内燃機関の両者を原動機とする自動車の開発および普及が急速に進んでいる。モータにおいては、供給する電力によって出力を制御できるので、低出力から高出力まで容易に駆動状況を変化させることが可能である。しかし、モータの高出力運転を行う場合には、電気抵抗に起因した大量の熱が発生してしまう。そのため、特に、永久磁石を備えたモータにおいては、温度上昇によって永久磁石の磁力が低下してしまうことが、高出力運転を行う上での障害となっている。
【０００３】
この問題を解決する手段が、特許文献１に記載されている。すなわち、自動車に搭載されたモータが、変速機やトルクコンバータの冷却路に近接配置されており、冷却オイルが所定の温度以上になるとオイルが冷却され、モータの冷却がなされる、というものである。また、特許文献２には、自動車に搭載されたモータに、オイル供給効率の良い冷却路を設置する内容が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２７１５０号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４２４０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
温度上昇によってモータに生じる問題は、上に述べた磁力の低下だけにとどまらない。高温時には、絶縁部の抵抗値が下がり漏電が発生してしまう可能性がある。また、この問題は、発電機においても生じる可能性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ冷却システムは、自動車の原動機であるモータに対し、冷却装置によって冷却を行うモータ冷却システムにおいて、モータあるいはその周辺に設置され、漏電量を測定する漏電量測定センサと、漏電量測定センサの出力に基づいて、冷却量を増大するように冷却装置を運転する制御部と、を備え、所定許容値以上の漏電を防止する。
【０００７】
また、本発明の発電機冷却システムは、自動車の原動機であるモータに対し、自動車に搭載された発電機に対し、冷却装置によって冷却を行う発電機冷却システムにおいて、発電機あるいはその周辺に設置され、漏電量を測定する漏電量測定センサと、漏電量測定センサの出力に基づいて、冷却量を増大するように冷却装置を運転する制御部と、を備え、所定許容値以上の漏電を防止する。
【０００８】
このように、漏電量を直接監視することで、モータあるいは発電機からの漏電量を確実に所定許容値以下に維持することが容易となり、自動車の安全性を高めることができる。なお、モータと発電機は、いずれか一方だけが自動車に搭載されていても良く、両者が自動車に搭載されていても良い。また、モータと発電機の両方の機能を兼ねたモータジェネレータが自動車に搭載されていても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１０】
ここでは、原動機として、内燃機関と電気モータとを備えたハイブリッド型の自動車を例に挙げて説明する。図１は、モータ１０と発電機１２の２つのモータジェネレータを含むトランスアクスル１４を中心とした機器の概略図である。モータ１０は内燃機関の出力軸と同軸上に配置され自動車の駆動を担っている。一方、発電機１２も同じ出力軸上に配置され、出力軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する役目を果たしている。この他に、トランスアクスル１４は、図示省略したギアやクラッチなどの動力切替部を有している。そして、トランスアクスル１４にはオイルによる冷却をすることができ、冷却装置は、冷却路１６ａ−１６ｃと、その間に設けられたオイルポンプ１８及びオイルクーラ２０等からなっている。インバータ２２ａは、電池２４の直流電流を３相の交流電流に変換して交流モータであるモータ１０に供給している。また、発電機１２によって発電された３相の交流電流は、インバータ２２ｂによって直流電流に変換されて電池２４に送られている。なお、周知の通り、モータ１０は発電機としても機能することが可能であり、発電機１２もモータとして運転することができる。すなわち、モータ１０と発電機１２は共にモータジェネレータとして機能することができる。トランスアクスル１４、インバータ２２ａ，２２ｂと電池２４は、アースされた金属製の基部２６上に固定されている。そして、基部２６は、安全性の向上のために、漏電量を測定する漏電量測定センサとして漏電検出器３０が設けられ、測定の結果は制御部３２に送られる。制御部３２は、後で詳しく述べるように、漏電検出器３０の測定結果に基づいてオイルポンプ１８やオイルクーラ２０を運転する。
【００１１】
ここで、本実施形態が有効となる典型的な例として、自動車がモータ１０を用いて急激な加速を続ける場合を考える。この場合、モータ１０は、インバータ２２ａから高電力の供給を受け、高出力運転を行うことになる。その最には、電気抵抗によって大量の熱が発生し、モータ１０は強く加熱される。その際に、一般には制御部３２は図示省略した温度センサによってオイルポンプ１８を駆動してトランスアクスル１４の温度を下げる。しかし、冷却量よりも加熱量が上回る高出力運転時や、温度センサに故障が生じたような場合には、温度はさらに上昇してしまう。この通常予期しない温度においては、電気回路を絶縁する絶縁部の抵抗が下がり始め、基部２６に電流が漏れ出してしまう。漏電検出器３０は、この電流量あるいは付随する電圧量を測定するものであり、また、これらの量から抵抗値を算出して出力することも可能である。
【００１２】
漏電検出器３０が検出したこのような漏電量は、制御部３２に送られる。制御部３２は、漏電量が所定の値以上になった場合に、オイルポンプ１８を運転させる。はじめにオイルポンプ１８が運転していない場合には運転を開始し、あらかじめ温度センサなどの指示によってオイルポンプ１８が駆動されている場合には、さらに高出力でオイルポンプ１８を駆動することで、冷却量を増大させることができる。また、制御部３２によってオイルクーラ２０を制御できるように構成し、オイルクーラ２０を高出力で運転して、オイルの冷却量を大きくすることも可能である。オイルポンプ１８、オイルクーラ２０、あるいは同様の働きをする他の冷却装置は、互いに独立して制御されても良いし、連動して制御されても良い。
【００１３】
図２は、この一連の流れを、図に表したものである。自動車をモータ１０の出力が高い領域で運転すると（Ｓ１）、モータ１０の温度の上昇を招き（Ｓ２）、絶縁部の温度特性によってモータ１０の絶縁抵抗値が低下する（Ｓ３）。この結果、絶縁部を通じて電流が流れ出し、少量のレベルではあるが漏電量が増加する（Ｓ４）。漏電量は漏電検出器３０によって測定されて（Ｓ５）制御部３２に送られており、所定の制御開始閾値にまで増加した時点で、冷却装置の制御が開始される（Ｓ６）。これにより、それまで停止あるいは低出力運転がなされていた冷却装置のオイルポンプ１８やオイルクーラ２０が高出力運転され、循環するオイルによってモータ１０の温度上昇が抑制される（Ｓ７）。これにより、モータ１０の絶縁抵抗値が所定の許容値以下になるのを防止する（Ｓ８）、あるいは漏電量を所定の許容値以下に抑えることが可能となり、モータ１０の絶縁性能を確保出来る（Ｓ９）。
【００１４】
漏電検出器３０は、漏電量を、電流、電圧、抵抗値のいずれを通じて測定しても良い。制御部３２は、漏電検出器３０が出力する適当な物理量に応じた閾値でもって、オイルポンプ１８やオイルクーラ２０を制御する。また、漏電検出器３０は、基部２６以外にも様々な部分に設けることが可能である。例えば、モータ１０や発電機１２の中の特に高温化する部分の絶縁抵抗値を測定すれば、緻密な監視が可能となる。
【００１５】
制御部３２は、漏電検出器３０が複数設けられた場合には、どれか一つの出力がその出力についての所定閾値に達した時点で制御を行っても良いし、複数の出力に対し複合的な判定を行って制御を行っても良い。また、制御部３２は、漏電検出器３０の出力に対し、複数の制御開始値を設けて多段階に制御を行うなどしても良い。さらには、制御部３２は、例えばオイルやモータ１０の温度を測定する温度センサの出力結果をあわせた判定を行い、冷却装置の運転を制御しても良い。しかし、この場合において重要なことは、あくまで、漏電検出器３０が出力する値を重視した制御を行うことである。これにより絶縁部からの所定量以上の漏電が発生することを確実に食い止めることができ、安全性が決定的に向上するためである。なお、漏電検出器３０の漏電量の出力は、換算によっては温度と対応づけることができるが、この意味での温度センサは本実施形態では漏電検出器３０とみなされるべきである。漏電検出器３０とは異なる温度センサとは、絶縁部の抵抗値、あるいは絶縁部を通じて伝わる電流値や電圧値によって表現される漏電量を直接測定するのではなく、この漏電量を間接的にしか推定することができない物理量から温度を求める非漏電検出型センサのことである。
【００１６】
冷却装置は、トランスアクスル１４全体を冷却するものでなくてもよく、最も漏電量が大きくなる部分を集中的に冷却するものであってもよい。また、オイルではなく他の流体を循環させる方式や、特定の冷却路を通じてではなく外壁全体を冷却する方式など、様々なタイプに対して全く同様に制御可能である。
【００１７】
ここで示したモータ１０の冷却システムは、モータ１０だけでなく、高出力運転を行う発電機１２にも適用することができる。すなわち、発電機１２を高回転で長時間運転した場合、発電機１２内においては大量の熱が発生して温度が上昇し、絶縁抵抗値が低下する。図１に示した構成では、漏電検出器３０は基部２６に取り付けられているので、発電機１２の漏電量も検出可能である。従って、所定の漏電量になった時点で、制御部３２は冷却装置を制御し、発電機１２の温度上昇を抑制することが出来る。
【００１８】
なお、本実施の形態は、自動車が内燃機関を備えているか否かにかかわらず適用することができる。また、電池２４が充電式電池か燃料電池かといった問題によらず本実施の形態が適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の構成の概略図である。
【図２】制御の流れを示す図である。
【符号の説明】
１０  モータ、１２  発電機、１４  トランスアクスル、１６ａ−１６ｃ  冷却路、１８  オイルポンプ、２０  オイルクーラ、２２ａ，２２ｂ  インバータ、２４  電池、２６  基部、３０  漏電検出器、３２  制御部。
【図１】
2004215432.tif 000003
【図２】
2004215432.tif 000004