JP2011205760A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、熱電素子に電流を流してペルチェ効果により電動モータを冷却する冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device that cools an electric motor by flowing a current through a thermoelectric element by the Peltier effect.
熱電素子、例えばペルチェ素子に電流を流して、ペルチェ効果により電動モータを冷却する技術の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された冷却装置は車両に設けられるものであり、その車両は、発電電動機の出力軸に変速機を介在させて駆動輪が接続されている。また、前記発電電動機にはパワーコントロールユニットを介在させてバッテリが接続されており、車両の駆動時には、バッテリから発電電動機に電流を供給して発電電動機をモータとして動作させることができ、また、バッテリの電力をペルチェ素子に供給して、ペルチェ効果により発電電動機を冷却することができることが記載されている。これに対して、車両の制動状態では、発電電動機を発電機として動作させて、バッテリに電力を充電することが記載されている。この車両の制動状態において、特に、バッテリの電気量が所定の電気量以上の時には、発電電動機の電力をバッテリに充電し、かつ、ペルチェ素子に供給して、ペルチェ効果により発電電動機を冷却することができると記載されている。なお、熱電素子によりモータを冷却する技術は特許文献２にも記載されている。
Patent Document 1 describes an example of a technique for flowing an electric current through a thermoelectric element, for example, a Peltier element, and cooling the electric motor by the Peltier effect. The cooling device described in Patent Document 1 is provided in a vehicle, and the vehicle has drive wheels connected to an output shaft of a generator motor via a transmission. Further, a battery is connected to the generator motor via a power control unit, and when the vehicle is driven, a current can be supplied from the battery to the generator motor to operate the generator motor as a motor. It is described that the generator motor can be cooled by the Peltier effect by supplying the electric power to the Peltier element. On the other hand, in the braking state of the vehicle, it is described that the battery is charged with electric power by operating the generator motor as a generator. In this vehicle braking state, particularly when the amount of electricity in the battery is greater than or equal to a predetermined amount of electricity, the power of the generator motor is charged into the battery and supplied to the Peltier element to cool the generator motor by the Peltier effect. It is stated that you can. A technique for cooling a motor with a thermoelectric element is also described in
ところで、駆動輪に与える制動力を、電動モータおよび摩擦ブレーキにより発生させることができるように構成された車両が知られているが、特許文献１には摩擦ブレーキの記載はなく、また、必要な制動力を発生するにあたり、摩擦ブレーキで発生する制動力、および電動モータで発生する回生制動力についても特許文献１には記載されていない。したがって、熱電素子で電動モータを冷却する一方、必要な制動力を発生するにあたり、摩擦ブレーキで発生する制動力、および電動モータで発生する回生制動力をどのように制御するかについて、未だ改善の余地があった。 By the way, there is known a vehicle configured such that the braking force applied to the drive wheels can be generated by an electric motor and a friction brake. However, Patent Document 1 does not describe a friction brake and is necessary. In generating the braking force, Patent Document 1 does not describe the braking force generated by the friction brake and the regenerative braking force generated by the electric motor. Therefore, while the electric motor is cooled by the thermoelectric element, there is still an improvement in how to control the braking force generated by the friction brake and the regenerative braking force generated by the electric motor when generating the necessary braking force. There was room.
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、回転部材に制動力を与える機構として電動モータおよび摩擦ブレーキが設けられており、その電動モータを熱電素子により冷却するにあたり、摩擦ブレーキの制動力および電動モータの回生制動力を適切に制御することのできる冷却装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. An electric motor and a friction brake are provided as a mechanism for applying a braking force to the rotating member. When the electric motor is cooled by the thermoelectric element, the friction brake is controlled. An object of the present invention is to provide a cooling device capable of appropriately controlling the power and the regenerative braking force of the electric motor.
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、電力が供給されて電動機として作用し回転部材に与える動力を発生する一方、発電機として作用し前記回転部材に与える回生制動力を発生する電動モータと、前記電動モータに供給する電力を蓄え、かつ、前記電動モータが発電機として作用したときに発生した電力が充電される蓄電装置と、この蓄電装置から電力が供給されるとペルチェ効果による熱移動を生じて前記電動モータを冷却する熱電素子とを備えた冷却装置において、摩擦力により前記回転部材に与える制動力を生じる摩擦ブレーキが設けられており、前記蓄電装置の充電量を判断する充電量判断手段と、前記回転部材に予め定められた所定値以上の制動力を与える必要があるか否かを判断する制動判断手段と、前記電動モータまたは前記摩擦ブレーキのいずれか一方の温度を判断する温度判断手段と、前記蓄電装置の充電量が所定値以上であると判断され、かつ、前記回転部材に所定値以上の制動力を与える必要があると判断された場合は、前記電動モータまたは前記摩擦ブレーキのいずれか一方の温度の判断結果に基づいて、前記摩擦ブレーキにより発生する制動力および前記電動モータにより発生する回生動力を制御し、さらに前記蓄電装置の電力を前記熱電素子に供給してペルチェ効果により前記電動モータを冷却する制御手段とを備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, electric power is supplied to act as an electric motor to generate power to be given to the rotating member, while acting as an electric generator to generate regenerative braking force to be given to the rotating member. An electric motor, an electric storage device that stores electric power to be supplied to the electric motor and that is charged with electric power generated when the electric motor acts as a generator, and a Peltier effect when electric power is supplied from the electric storage device And a thermoelectric element that cools the electric motor by causing heat transfer due to a friction brake provided for generating a braking force to be applied to the rotating member by a frictional force, and determining a charge amount of the power storage device Charge amount determination means for determining, braking determination means for determining whether or not it is necessary to apply a braking force greater than a predetermined value to the rotating member, and the electric motor Or a temperature determining means for determining the temperature of one of the friction brakes, and it is determined that the charge amount of the power storage device is greater than or equal to a predetermined value, and a braking force greater than or equal to a predetermined value needs to be applied to the rotating member. When it is determined that there is, based on the determination result of the temperature of either the electric motor or the friction brake, the braking force generated by the friction brake and the regenerative power generated by the electric motor are controlled, The power storage device further includes control means for supplying electric power of the power storage device to the thermoelectric element to cool the electric motor by a Peltier effect.
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記温度判断手段は、前記摩擦ブレーキの温度が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する手段を含み、前記制御手段は、前記摩擦ブレーキの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、前記必要な制動力を前記電動モータにより賄い、その不足分の制動力を前記摩擦ブレーキで発生させる制御をおこなう手段を含むことを特徴とする冷却装置である。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the temperature determining means includes means for determining whether or not a temperature of the friction brake is equal to or higher than a predetermined threshold value, and the control means includes When it is determined that the temperature of the friction brake is equal to or higher than a predetermined threshold, the necessary braking force is supplied by the electric motor, and control is performed to generate the insufficient braking force by the friction brake. A cooling device comprising means.
請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記温度判断手段は、前記電動モータの温度が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する手段を含み、前記制御手段は、前記電動モータの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、前記必要な制動力を、前記電動モータおよび前記摩擦ブレーキの両方により賄う制御をおこなう手段を含むことを特徴とする冷却装置である。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the temperature determining means includes means for determining whether or not a temperature of the electric motor is equal to or higher than a predetermined threshold value, and the control means includes And when the temperature of the electric motor is determined to be equal to or higher than a predetermined threshold value, including means for controlling the necessary braking force by both the electric motor and the friction brake. It is a cooling device.
請求項１の発明によれば、蓄電装置の充電量が所定値以上であると判断され、かつ、所定地以上の制動力を回転部材に与える必要があると判断された場合は、摩擦ブレーキまたは電動モータの温度に基づいて、摩擦ブレーキにより発生する制動力および電動モータにより発生する回生動力を制御する一方、蓄電装置の電力を熱電素子に供給してペルチェ効果により電動モータを冷却することができる。したがって、必要な制動力を確保することができるとともに、蓄電装置への過充電を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, when it is determined that the amount of charge of the power storage device is equal to or greater than a predetermined value and it is determined that a braking force greater than a predetermined value needs to be applied to the rotating member, While controlling the braking force generated by the friction brake and the regenerative power generated by the electric motor based on the temperature of the electric motor, the electric motor can be cooled by the Peltier effect by supplying the electric power of the power storage device to the thermoelectric element. . Therefore, necessary braking force can be ensured and overcharge to the power storage device can be suppressed.
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、摩擦ブレーキの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、必要な制動力を電動モータにより賄い、その不足分の制動力を摩擦ブレーキにより賄う制御をおこなう。したがって、摩擦ブレーキの温度上昇を抑制できる。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、電動モータの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、必要な制動力を電動モータおよび摩擦ブレーキの両方により賄う制御をおこなう。したがって、電動モータの温度上昇を抑制できる。
According to the invention of
この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図２は、この発明を車両の駆動輪に取り付けられたインホイールモータを冷却する冷却装置として用いた模式図である。このインホイールモータは従来から知られているものと同様に構成されており、例えば、特開２００５−０６７４１６号公報、特開２００５−０５９６８４号公報、特開２００５−０８１８７１号公報などに記載されているため、詳細な説明を省略する。図２において、電動モータ１は、タイヤ（図示せず）が取り付けられたホイール（図示せず）の内側に設けられており、その電動モータ１を収容したケーシング（図示せず）がサスペンション（図示せず）を介在させて車体（図示せず）に取り付けられている。この電動モータ１との間で電力の授受をおこなう二次電池２が車体に設けられている。また電動モータ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行制御と、運度エネルギを電気エネルギに変換する回生制御とを切り替えておこなうことができる。さらに、電動モータ１を冷却する作用、および電動モータ１の熱を電力に変換する作用を発生する熱電素子３がケーシングの内部に設けられている。この熱電素子３は、従来から知られているものと同様の構造を有しており、２種類の金属（電極）の接合部に電流を流すと、一方の金属から他方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果を生じ、また、金属同士の温度差により電圧を発生するというゼーベック効果を生じる特性を備えている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram in which the present invention is used as a cooling device for cooling an in-wheel motor attached to a drive wheel of a vehicle. This in-wheel motor is configured in the same manner as conventionally known, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-067416, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-059684, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-081871, and the like. Therefore, detailed description is omitted. In FIG. 2, an electric motor 1 is provided inside a wheel (not shown) to which a tire (not shown) is attached, and a casing (not shown) that houses the electric motor 1 is a suspension (not shown). (Not shown) is attached to the vehicle body (not shown). A
図２において熱電素子３は、金属４と金属５Ａとをｐ型半導体６により接合し、金属４と金属５Ｂとをｎ型半導体７により接合した単一の素子として模式的に示されている。半導体としては、Ｂｉ−Ｔｅ系、Ｐｂ−Ｔｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ系などの中から適当なものを選択することができる。このような熱電素子は、例えば、特開２０００−２９９４１８号公報、特開２００５−１５１６１号公報、特開２００６−１７７２６５号公報などに記載されているので、詳細な説明は省略する。そして、金属４と電動モータ１とが熱授受可能に接続されている。例えば、金属４と電動モータ１とが直接接触するか、または、熱伝導性を備えた金属材料（図示せず）、あるいは空気を介在させて間接的に接触されている。さらに他方の金属５Ａ，５Ｂは配線１０を介して二次電池２に接続されて電気回路を形成している。また、二次電池２と電動モータ１とが電気回路により接続されている。
In FIG. 2, the
このように構成された実施例において、二次電池２の電力を電動モータ１に供給して電動機として駆動させ、駆動輪で駆動力を発生させることができる。一方、車両が惰力走行するときには、車両の運動エネルギにより電動モータ１が発電をおこない、その電力を二次電池２に充電することができる。また、電動モータ１が電動機として作用しているとき、または電動モータ１が発電機として作用しているとき、さらには電動モータ１が停止しているときのいずれにおいても、二次電池２から熱電素子３に電流を流すと、高温側、つまり電動モータ１側の金属４の熱が、低温側、つまり金属５Ａ，５Ｂに伝達されて、その金属５Ａ，５Ｂの熱が空気中に放熱される。このようなペルチェ効果により電動モータ１が冷却される。一方、電動モータ１が電動機として作用しているとき、または電動モータ１が発電機として作用しているとき、さらには電動モータ１が停止しているときのいずれにおいても、電動モータ１の熱が金属４から金属５Ａ，５Ｂに伝達されると電気回路で起電力が生じ、その電力を二次電池２に充電することができる（ゼーベック効果）。
In the embodiment configured as described above, the electric power of the
さらに、ケーシングの内部にはタイヤに制動力を与える摩擦ブレーキ８が設けられている。この摩擦ブレーキ８は、従来から知られている機械式ブレーキと同様の構造を有しており、具体的には、タイヤと共に一体回転するロータにブレーキパッドを押し付けて、摩擦力により制動力を発生させる機構である。この摩擦ブレーキ８は、ドラムブレーキまたはディスクブレーキの何れでもよく、アクチュエータ、例えば、油圧アクチュエータによりブレーキパッドをロータに押し付ける力を制御することができるように構成されている。 Further, a friction brake 8 for providing a braking force to the tire is provided inside the casing. This friction brake 8 has the same structure as a conventionally known mechanical brake. Specifically, a brake pad is pressed against a rotor that rotates integrally with a tire to generate a braking force by a friction force. It is a mechanism to make. The friction brake 8 may be either a drum brake or a disk brake, and is configured to be able to control the force pressing the brake pad against the rotor by an actuator, for example, a hydraulic actuator.
一方、車両には、電動モータ１の回転および停止さらには回転数、摩擦ブレーキ８により発生する制動力、二次電池２から熱電素子３に供給する電力などを制御する電子制御装置９が設けられている。この電子制御装置９には、二次電池２の充電量、イグニッションキーの操作状態、シフトポジション、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、電動モータ１の温度、摩擦ブレーキ８の温度などを検出するスイッチやセンサの信号が入力される。さらに、車両には現在地から目的地までの走行予定経路の道路状況を検知し、また、現在地から目的地までの走行予定経路を検索することのできるナビゲーションシステム（図示せず）が設けられており、そのナビゲーションシステムと電子制御装置９との間で信号の授受がおこなわれるように構成されている。
On the other hand, the vehicle is provided with an
この実施例においては、車両が惰力走行するときに、その運動エネルギにより電動モータ１が発電をおこない、発生した電力を二次電池２に充電することができる。また、二次電池２から熱電素子３に電力を供給すると、高温側である金属４の熱が、低温側である金属５Ａ，５Ｂへ移動し、その金属５Ａ，５Ｂの熱が空気中に放散される。このような制御およびペルチェ効果により、電動モータ１を冷却することができる。また、電動モータ１が電動機として駆動するとき、または発電機として作用するときに、電動モータ１の熱が金属４に伝達されて金属４と金属５Ａ，５Ｂとの間に温度差が生じると、ゼーベック効果により電気回路で電圧が生じるため、その電気エネルギを二次電池２に充電することができる。以下、図２に示された冷却装置の具体的な制御例を順次説明する。
In this embodiment, when the vehicle travels by repulsion, the electric motor 1 generates electric power by the kinetic energy, and the generated power can be charged in the
（第１制御例）
まず第１制御例を図１のフローチャートに基づいて説明する。車両の走行中に二次電池２の充電量が検知され、二次電池２が満充電の状態にあるか否かが判断される（ステップＳ１）。ここで、現時点で二次電池２が満充電の状態にあるとき、または現時点から所定時間内に満充電になることが予測されるときは、ステップＳ１で肯定的に判断される。現時点から所定時間内に満充電になることの予測は、ナビゲーションシステムにより検知される道路状況に基づいておこなわれる。例えば、車両の走行予定経路に降坂路が存在していれば、車両がその降坂路を走行するときに電動モータ１により発電がおこなわれて、現時点から所定時間内に二次電池２が満充電となることを予測できる。このステップＳ１で肯定的に判断されるということは、熱電素子３で発電をおこなうことはできない（ステップＳ２）。それは、熱電素子３でゼーベック効果により発生した電力を二次電池２に充電できないからである。
(First control example)
First, a first control example will be described based on the flowchart of FIG. While the vehicle is traveling, the amount of charge of the
ついで、イグニッションスイッチがオン（ＯＮ）されているか否かが判断される（ステップＳ３）。また、車両を走行させるシフトポジション、具体的にはドライブ（Ｄ）ポジションまたはリバース（Ｒ）ポジション（モード）が選択されているか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ３，Ｓ４は、共に運転者の走行意図の有無を判断するものであり、ステップＳ３またはステップＳ４で肯定的に判断されるということは運転者に走行意図があることになり、ステップＳ３またはステップＳ４で否定的に判断されるということは、運転者に走行意図が無いことになる。さらに、摩擦ブレーキ８の温度が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳ５）。このステップＳ５の判断に用いる閾値は、摩擦ブレーキ８の温度がその閾値以上にならないようにすると、摩擦ブレーキ８の耐久性の低下を防止することができる値であり、予め電子制御装置９に記憶されている。
Next, it is determined whether or not the ignition switch is turned on (step S3). Further, it is determined whether or not a shift position for driving the vehicle, specifically, a drive (D) position or a reverse (R) position (mode) is selected (step S4). These steps S3 and S4 both determine whether or not the driver intends to travel. If the determination in step S3 or step S4 is affirmative, this means that the driver has a traveling intention, and step S3. Alternatively, a negative determination in step S4 means that the driver has no intention to travel. Further, it is determined whether or not the temperature of the friction brake 8 is equal to or higher than a predetermined threshold (step S5). The threshold used for the determination in step S5 is a value that can prevent the durability of the friction brake 8 from being lowered if the temperature of the friction brake 8 does not exceed the threshold, and is stored in the
さらにまた、予め定められた所定値以上の制動力を車両で発生させる必要があるか否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６の判断は、ブレーキペダルの踏み込み量、踏力などによりおこなう。ステップＳ３ないしステップＳ６の全てにおいて肯定的に判断された場合は、車両の惰力走行による運動エネルギにより電動モータ１で発電してその電力を二次電池２に充電する一方、二次電池２の電力を熱電素子３に供給して、ペルチェ効果により電動モータ１を冷却する制御（冷却モード）をおこなう（ステップＳ７）。また、車両において必要な制動力を発生させるにあたり、摩擦ブレーキ（機械式ブレーキ）８よりも電動モータ１による回生制動力（回生ブレーキ）を優先的に使用する制御をおこない（ステップＳ８）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ７，Ｓ８の制御は同時におこなってもよいし、いずれか一方の制御を先におこない、かつ、他方の制御を後におこなってもよい。このステップＳ８の制御の具体的な意味は、車両全体において必要な制動力を、基本的には電動モータ１の回生制動力により賄い、不足分の制動力を摩擦ブレーキ８により賄うというものである。つまり、ステップＳ８の制御により、摩擦ブレーキ８の制動力の負担分よりも、電動モータ１の制動力の負担分の方が相対的に多くなる。
Furthermore, it is determined whether or not it is necessary for the vehicle to generate a braking force that is equal to or greater than a predetermined value (step S6). The determination in step S6 is made based on the amount of depression of the brake pedal, the depression force, and the like. If the determination in step S3 to step S6 is affirmative, the electric motor 1 generates electric power using the kinetic energy generated by the repulsive running of the vehicle and charges the
一方、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のうち、少なくとも１つのステップで否定的に判断された場合は、ステップＳ７，Ｓ８の制御をおこなわずに、この制御ルーチンを終了する。また、前記ステップＳ１で否定的に判断された場合も、ステップＳ７，Ｓ８の制御をおこなわずに、この制御ルーチンを終了する。なお、図１のフローチャートにおいては、各ステップの実行順序を変更することもできる。例えば、ステップＳ３ないし６の判断は、全てを同時におこなってもよいし、各判断を順次おこなってもよい。その場合における各テップの判断順序は問われない。また、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の判断を先におこない、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の全てにおいて肯定判断された場合に、ステップＳ１の判断をおこない、そのステップＳ１で肯定的に判断された場合に、ステップＳ２を経由してステップＳ７，Ｓ８の進むルーチンを採用することもできる。 On the other hand, when a negative determination is made in at least one of steps S3, S4, S5, and S6, the control routine is terminated without performing the control of steps S7 and S8. If the determination at step S1 is negative, the control routine is terminated without performing the control at steps S7 and S8. In the flowchart of FIG. 1, the execution order of each step can be changed. For example, the determinations in steps S3 to S6 may be performed all at the same time, or each determination may be performed sequentially. In that case, the judgment order of each step is not questioned. Further, the determinations of steps S3, S4, S5, and S6 are performed first, and if the determinations in steps S3, S4, S5, and S6 are all positive, the determination of step S1 is performed, and the determination is positive in step S1. In such a case, a routine in which steps S7 and S8 are advanced via step S2 may be employed.
この第１制御例においては、現時点で二次電池２が満充電状態にあるか、または、現時点から所定時間内に二次電池が満充電状態になることが予測され、かつ、所定値以上の制動力を発生させる必要があるときは、電動モータ１の温度、または電動モータ１の温度の上昇率に関わりなく、二次電池２の電力を熱電素子３に供給し、ペルチェ効果により電動モータ１を冷却する制御をおこなう。したがって、車両で必要な制動力を電動モータ１により賄うことができる一方、二次電池２の充電量が過剰になることを防止できる。また、ステップＳ８においては、摩擦ブレーキ８よりも電動モータ１を優先的に使用するため、摩擦ブレーキ８の過熱を抑制できる。
In this first control example, it is predicted that the
（第２制御例）
つぎに第２制御例を図３のフローチャートに基づいて説明する。この図３においては、車両の走行中にステップＳ１の判断がおこなわれる。このステップＳ１の判断は図１のステップＳ１と同じである。また、予め定められた閾値以上の制動力が必要であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の判断は、ブレーキペダルの操作状態から判断する。このステップＳ１２の判断に用いられる閾値以上の制動力は、図１のステップＳ６で判断される必要な制動力よりも相対的に高い。さらに、電動モータ１の温度（特に、コイルエンドの温度）が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の判断に用いる閾値は、電動モータ１の温度がその閾値以上にならないようにすると、電動モータ１の耐久性の低下を防止することができる値であり、予め電子制御装置９に記憶されている。
(Second control example)
Next, a second control example will be described based on the flowchart of FIG. In FIG. 3, the determination in step S1 is performed while the vehicle is traveling. The determination in step S1 is the same as step S1 in FIG. Further, it is determined whether or not a braking force equal to or greater than a predetermined threshold is required (step S11). The determination in step S11 is determined from the operation state of the brake pedal. The braking force equal to or higher than the threshold value used for the determination in step S12 is relatively higher than the necessary braking force determined in step S6 of FIG. Further, it is determined whether or not the temperature of the electric motor 1 (particularly, the temperature of the coil end) is equal to or higher than a predetermined threshold (step S12). The threshold value used for the determination in step S12 is a value that can prevent a decrease in durability of the electric motor 1 if the temperature of the electric motor 1 does not exceed the threshold value, and is stored in the
上記ステップＳ１，Ｓ１１，Ｓ１２の全てにおいて肯定的に判断された場合は、ステップＳ７の制御をおこない、また、摩擦ブレーキ８および電動モータ１を併用して制動力を発生させる（ステップＳ１３）。さらに、二次電池２の電力を車両に設けられている補機装置、例えばランプの点灯、エアコン用コンプレッサの駆動などに消費し（ステップＳ１４）、図３の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１３とステップＳ１４との間に、電動モータ１で回生制動力を発生させるときに生じる電力を、熱電素子３に供給しても電力が余るか否かを判断するステップを介在させ、そのステップで肯定的に判断された場合にステップＳ１４に進み、そのステップで否定的に判断された場合はそのまま終了するルーチンを採用することもできる。一方、ステップＳ１，Ｓ１１，Ｓ１２の少なくとも１つで否定的に判断された場合は、ステップＳ７，１３，１４の制御をおこなわずに、この制御ルーチンを終了する。
If all of the above steps S1, S11, and S12 are positively determined, the control of step S7 is performed, and the braking force is generated by using the friction brake 8 and the electric motor 1 together (step S13). Further, the power of the
なお、第２制御例においては、図３のフローチャートのステップの実行順序を変えてもよい。例えば、ステップＳ７，Ｓ１３，Ｓ１４の制御は全て同時におこなってもよいし、各ステップを順次おこなってもよい。この場合、各ステップの実行順序は問わない。また、ステップＳ１，Ｓ１１，Ｓ１２の制御は全て同時におこなってもよいし、各ステップを順次おこなってもよい。この場合、各ステップの実行順序は問わない。 In the second control example, the execution order of the steps in the flowchart of FIG. 3 may be changed. For example, the control of steps S7, S13, and S14 may all be performed simultaneously, or each step may be performed sequentially. In this case, the execution order of each step does not matter. Further, the control of steps S1, S11, and S12 may all be performed simultaneously, or each step may be performed sequentially. In this case, the execution order of each step does not matter.
以上のように、第２制御例においては、現時点で二次電池２が満充電であるか、または現時点から所定時間後に二次電池が満充電になると予測され、かつ、必要な制動力が閾値以上である時は、必要な制動力を電動モータ１および摩擦ブレーキ８の両方で分担する制御をおこなう。また、二次電池２の電力を熱電素子３に供給してペルチェ効果により電動モータ１を冷却することができる。したがって、二次電池２の充電量が過剰となることを防止できる。
As described above, in the second control example, it is predicted that the
（第３制御例）
さらに、第３制御例を図４のフローチャートにより説明する。図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の処理は図１と同じである。また、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２についで、ステップＳ３，Ｓ４の判断に加えて、さらに、アクセル開度が予め定められた閾値以下であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。このステップＳ１５は、運転者の減速意図の有無を判断するものであり、ステップＳ１５で肯定的に判断されるということは、運転者の減速意図があることになり、ステップＳ１５で否定的に判断されるということは、運転者の減速意図がないことになる。さらに、電動モータ１により発電をおこない回生制動力を発生させる必要があるか否かが判断される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６の判断は、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かにより判断可能である。ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６の全てにおいて肯定的に判断された場合は、ステップＳ７の制御をおこない、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ７の制御は図１と同じである。
(Third control example)
Further, a third control example will be described with reference to the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 4, the processes of steps S1, S2, S3, and S4 are the same as those in FIG. In the flowchart of FIG. 4, following step S2, in addition to the determinations in steps S3 and S4, it is further determined whether or not the accelerator opening is equal to or smaller than a predetermined threshold (step S15). This step S15 is for determining whether or not the driver intends to decelerate. If the determination in step S15 is affirmative, this means that the driver intends to decelerate and the determination in step S15 is negative. This means that the driver has no intention to slow down. Further, it is determined whether or not it is necessary to generate electric power by the electric motor 1 to generate a regenerative braking force (step S16). The determination in step S16 can be made based on whether or not the brake pedal is depressed. If a positive determination is made in all of steps S3, S4, S15, and S16, the control in step S7 is performed, and this control routine is terminated. The control in step S7 is the same as in FIG.
一方、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６のうち、少なくとも１つのステップで否定的に判断された場合は、ステップＳ７を制御をおこなわずに、この制御ルーチンを終了する。また、前記ステップＳ１で否定的に判断された場合も、ステップＳ７を制御をおこなわずに、この制御ルーチンを終了する。なお、第３制御例においては、図４のフローチャートのステップの実行順序を変えてもよい。例えば、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６の制御は全て同時におこなってもよいし、各ステップを順次おこなってもよい。この場合、各ステップの実行順序は問わない。 On the other hand, if a negative determination is made in at least one of steps S3, S4, S15, and S16, the control routine is terminated without performing step S7. Further, even when a negative determination is made in step S1, the control routine is terminated without performing the control in step S7. In the third control example, the execution order of the steps in the flowchart of FIG. 4 may be changed. For example, the control of steps S3, S4, S15, and S16 may all be performed simultaneously, or each step may be performed sequentially. In this case, the execution order of each step does not matter.
以上のように、第３制御例においては、現時点で二次電池２が満充電状態にあるか、または、現時点から所定時間内に二次電池が満充電状態になることが予測され、かつ、電動モータ１により回生制動力を発生させる必要があるときは、電動モータ１の温度、または電動モータ１の温度の上昇率に関わりなく、二次電池２の電力を熱電素子３に供給し、ペルチェ効果により電動モータ１を冷却する制御をおこなう。したがって、必要な制動力を電動モータ１により賄うことができる一方、二次電池２の充電量が過剰になることを防止できる。
As described above, in the third control example, it is predicted that the
ここで、上記の具体例に基づいて説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、電動モータ１が、この発明の電動モータに相当し、二次電池２が、この発明の蓄電装置に相当し、熱電素子３が、この発明の熱電素子に相当し、摩擦ブレーキ８が、この発明の摩擦ブレーキに相当し、駆動輪が、この発明の回転部材に相当する。また、図１のフローチャートは請求項１および２の発明に対応しており、ステップＳ１が、この発明の充電量判断手段に相当し、ステップＳ６が、この発明の制動判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明の温度判断手段に相当し、ステップＳ７，Ｓ８が、この発明の制御手段に相当する。さらに、図３のフローチャートは請求項１および３の発明に対応しており、ステップＳ１が、この発明の充電量判断手段に相当し、ステップＳ１１が、この発明の制動判断手段に相当し、ステップＳ１２が、この発明の温度判断手段に相当し、ステップＳ７，Ｓ１３が、この発明の制御手段に相当する。
Here, the correspondence between the configuration described based on the above specific example and the configuration of the present invention will be described. The electric motor 1 corresponds to the electric motor of the present invention, and the
なお、上記の実施例においては、車両の駆動輪のホイールの内側に設けられた電動モータ、いわゆるインホイールモータを熱電素子により冷却するように構成されているが、この発明は、車体に電動モータが搭載されており、その電動モータのトルクが左右の前輪、または左右の後輪に伝達されるように構成された二輪駆動車に適用することもできる。また、この発明は車体に電動モータが搭載されており、その電動モータのトルクが左右の前輪、および左右の後輪に伝達されるように構成された四輪駆動車に適用することもできる。 In the above-described embodiment, the electric motor provided inside the wheel of the driving wheel of the vehicle, that is, the so-called in-wheel motor is configured to be cooled by the thermoelectric element. It can also be applied to a two-wheel drive vehicle configured such that the torque of the electric motor is transmitted to the left and right front wheels or the left and right rear wheels. The present invention can also be applied to a four-wheel drive vehicle in which an electric motor is mounted on a vehicle body and torque of the electric motor is transmitted to left and right front wheels and left and right rear wheels.
さらに、この発明は車両に設けられた電動モータを冷却する冷却装置に限らず、工作機械用の電動モータの冷却にも用いることができる。この工作機械は、電動モータの動力により工作物または工具が回転運動するように構成されている。また、摩擦ブレーキにより工作物または工具を停止させる制動力が発生する。このような工作機械において、図１または図４のフローチャートを実行するときはステップＳ３，Ｓ４はおこなわず、図４のフローチャートのステップＳ１５も実行しない。なお、この発明における電動モータは、回転部材に与える回生制動力および動力を発生する装置であり、摩擦ブレーキは、回転部材に与える制動力を発生する装置である。この発明車両に用いるとき、回転部材には駆動輪、回転軸、ギヤ、プーリ、スプロケット、遊星歯車機構のキャリヤなどが含まれる。これらは、電動モータの動力が伝達される回転要素である。この発明を工作機械に用いるとき、回転部材には工作物および工具が含まれる。さらに、この発明において、充電量判断手段および制動判断手段および温度判断手段は、全ての判断を同時におこなってもよいし、各判断を順次おこなってもよい。その場合、各判断の実行順序は問われない。 Furthermore, the present invention is not limited to a cooling device that cools an electric motor provided in a vehicle, but can also be used for cooling an electric motor for a machine tool. This machine tool is configured such that a workpiece or a tool rotates by the power of an electric motor. In addition, a braking force that stops the workpiece or the tool is generated by the friction brake. In such a machine tool, when the flowchart of FIG. 1 or FIG. 4 is executed, steps S3 and S4 are not performed, and step S15 of the flowchart of FIG. 4 is not executed. The electric motor in the present invention is a device that generates regenerative braking force and power to be applied to the rotating member, and the friction brake is a device that generates braking force to be applied to the rotating member. When used in the vehicle of the present invention, the rotating member includes a drive wheel, a rotating shaft, a gear, a pulley, a sprocket, a planetary gear mechanism carrier, and the like. These are rotating elements to which the power of the electric motor is transmitted. When the present invention is used in a machine tool, the rotating member includes a workpiece and a tool. Furthermore, in the present invention, the charge amount determination means, the braking determination means, and the temperature determination means may make all the judgments simultaneously or sequentially make each judgment. In that case, the execution order of each judgment is not ask | required.
１…電動モータ、 ２…二次電池、 ３…熱電素子、 ８…摩擦ブレーキ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor, 2 ... Secondary battery, 3 ... Thermoelectric element, 8 ... Friction brake.
Claims (3)
摩擦力により前記回転部材に与える制動力を生じる摩擦ブレーキが設けられており、
前記蓄電装置の充電量を判断する充電量判断手段と、
前記回転部材に予め定められた所定値以上の制動力を与える必要があるか否かを判断する制動判断手段と、
前記電動モータまたは前記摩擦ブレーキのいずれか一方の温度を判断する温度判断手段と、
前記蓄電装置の充電量が所定値以上であると判断され、かつ、前記回転部材に所定値以上の制動力を与える必要があると判断された場合は、前記電動モータまたは前記摩擦ブレーキのいずれか一方の温度の判断結果に基づいて、前記摩擦ブレーキにより発生する制動力および前記電動モータにより発生する回生動力を制御し、さらに前記蓄電装置の電力を前記熱電素子に供給してペルチェ効果により前記電動モータを冷却する制御手段と
を備えていることを特徴とする冷却装置。 Electric power is supplied to act as an electric motor to generate power to be given to the rotating member, while acting as a generator to generate regenerative braking force to be given to the rotating member, to store electric power to be supplied to the electric motor, and A power storage device that is charged with electric power generated when the electric motor acts as a generator, and a thermoelectric element that cools the electric motor by causing heat transfer due to a Peltier effect when electric power is supplied from the power storage device. In a cooling device comprising:
A friction brake is provided that generates a braking force applied to the rotating member by a frictional force;
Charge amount determining means for determining a charge amount of the power storage device;
Braking determination means for determining whether or not it is necessary to apply a braking force greater than a predetermined value to the rotating member;
Temperature determining means for determining the temperature of either the electric motor or the friction brake;
If it is determined that the charge amount of the power storage device is greater than or equal to a predetermined value and it is determined that a braking force greater than or equal to the predetermined value needs to be applied to the rotating member, either the electric motor or the friction brake Based on the determination result of one temperature, the braking force generated by the friction brake and the regenerative power generated by the electric motor are controlled, and the electric power of the power storage device is supplied to the thermoelectric element, and the electric power is generated by the Peltier effect. And a control device for cooling the motor.
前記制御手段は、前記摩擦ブレーキの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、前記必要な制動力を前記電動モータにより賄い、その不足分の制動力を前記摩擦ブレーキにより発生させる制御をおこなう手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 The temperature determining means includes means for determining whether or not a temperature of the friction brake is equal to or higher than a predetermined threshold;
When it is determined that the temperature of the friction brake is equal to or higher than a predetermined threshold, the control means supplies the necessary braking force by the electric motor and generates the insufficient braking force by the friction brake. The cooling device according to claim 1, further comprising means for performing control.
前記制御手段は、前記電動モータの温度が予め定められた閾値以上であると判断された場合は、前記必要な制動力を、前記電動モータおよび前記摩擦ブレーキの両方により賄う制御をおこなう手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 The temperature determining means includes means for determining whether or not the temperature of the electric motor is equal to or higher than a predetermined threshold;
The control means includes means for controlling to provide the necessary braking force by both the electric motor and the friction brake when it is determined that the temperature of the electric motor is equal to or higher than a predetermined threshold. The cooling device according to claim 1.
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