JP2014094620A - Cooling system for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動車両の冷却システムに関し、特に電動車両に搭載された電気機器に対する冷却を行なう冷却装置を含む冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system for an electric vehicle, and more particularly to a cooling system including a cooling device that cools electric equipment mounted on the electric vehicle.
電動車両（電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料自動車など）には、モータやモータを駆動するインバータなどの電気機器が搭載されている。 An electric vehicle (an electric vehicle, a hybrid vehicle, a fuel vehicle, etc.) is equipped with electric devices such as a motor and an inverter that drives the motor.
特開２００６−６７６４０号公報（特許文献１）は、このような電気機器の冷却について開示している。この文献に開示されるマネージメントＥＣＵは、モータの損失量（仕事）Ｊと冷却流路内に供給されるオイルの油温Ｔとに基づきモータ冷却流量マップをマップ検索してオイルの流量ＱＭを算出する。また、車速Ｖおよび油温Ｔに基づき動力伝達系潤滑流量マップをマップ検索して潤滑流路内に供給されるオイルの流量ＱＴを算出する。そして、流量ＱＭと流量ＱＴとを加算した総流量ＱＡｌｌを算出している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2006-67640 (Patent Document 1) discloses such cooling of electric equipment. The management ECU disclosed in this document calculates the oil flow rate QM by searching the motor cooling flow rate map based on the motor loss amount (work) J and the oil temperature T of the oil supplied into the cooling flow path. To do. Further, a map of the power transmission system lubrication flow rate map is searched based on the vehicle speed V and the oil temperature T, and the flow rate QT of oil supplied into the lubrication flow path is calculated. Then, a total flow rate QAll obtained by adding the flow rate QM and the flow rate QT is calculated.
たとえば、モータとエンジンとを走行に併用することが可能なハイブリッド車両では、モータのみで走行するＥＶ走行を行なう場合と、モータとエンジンとを同時に使用して走行するＨＶ走行とを行なう場合がある。 For example, in a hybrid vehicle in which a motor and an engine can be used together for travel, there are cases where EV travel is performed using only the motor, and HV travel is performed using the motor and the engine simultaneously. .
また、ユーザの選択により、モータを主として使用して走行する動作モード（以下、ＥＶモード）と、ＥＶモードよりもモータにエンジンを併用して走行する割合（ＨＶ走行割合）が増加された動作モード（以下、ＨＶモード）とを指定できるように構成されている場合もある。 In addition, an operation mode (hereinafter referred to as an EV mode) in which the motor is mainly used by the user's selection, and an operation mode in which the rate of traveling using the engine in combination with the motor (HV travel rate) is increased as compared with the EV mode. (Hereinafter, HV mode) may be designated.
ＥＶ走行は、電気エネルギーのみで駆動力を賄うため、ＨＶ走行に比べて熱的に厳しくなるユニット（駆動用モータ、パワーコントロールユニット、高圧バッテリ等）がある。 Since EV driving covers driving force only with electric energy, there are units (driving motor, power control unit, high-voltage battery, etc.) that are thermally stricter than HV driving.
特開２００６−６７６４０号公報に開示された技術では、推定された電動機の損失量や冷却媒体の温度等に基づいて冷却媒体を駆動する電動ポンプを駆動しているが、冷却媒体の供給量を適切に制御してポンプの消費電力を低減させるためには、まだ改善の余地がある。 In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-67640, an electric pump that drives a cooling medium is driven based on the estimated loss amount of the electric motor, the temperature of the cooling medium, and the like. There is still room for improvement in order to properly control and reduce the power consumption of the pump.
この発明の目的は、冷却装置の駆動が適切に制御され、エネルギー効率が改善された電動車両の冷却システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a cooling system for an electric vehicle in which driving of a cooling device is appropriately controlled and energy efficiency is improved.
この発明は、要約すると、電動車両の冷却システムであって、電動車両に複数搭載された電気機器のうち、少なくとも一つの電気機器に対する冷却を行なう冷却装置と、電動車両の走行モードと電動車両の負荷回路に電力を供給する蓄電装置の充電状態とを検出し、走行モードと充電状態とに基づいて複数の冷却制御マップのうちから使用する冷却制御マップを選択し、選択された冷却制御マップと電気機器の動作情報とに基づいて冷却装置を制御する制御装置とを備える。 In summary, the present invention relates to a cooling system for an electric vehicle, a cooling device for cooling at least one electric device among a plurality of electric devices mounted on the electric vehicle, a traveling mode of the electric vehicle, and the electric vehicle. Detecting a charging state of the power storage device that supplies power to the load circuit, selecting a cooling control map to be used from a plurality of cooling control maps based on the driving mode and the charging state, and selecting the selected cooling control map; And a control device that controls the cooling device based on the operation information of the electrical equipment.
好ましくは、電動車両は、モータとエンジンとを駆動源として搭載するハイブリッド車両である。走行モードは、モータを主として使用して走行するＥＶモードと、ＥＶモードよりもモータにエンジンを併用して走行する割合が増加されたＨＶモードとを含む。ＥＶモードにおいては所定条件下でエンジンの始動が禁止される。複数の冷却制御マップは、ＥＶモードかつエンジンの始動許可状態に適合された第１のマップと、ＥＶモードかつエンジンの始動禁止状態に適合された第２のマップとを含む。制御装置は、ＥＶモードにおいてエンジンの始動が禁止されている場合には、複数の冷却制御マップのうちから第２のマップを選択して使用する。 Preferably, the electric vehicle is a hybrid vehicle equipped with a motor and an engine as drive sources. The traveling mode includes an EV mode that travels mainly using a motor, and an HV mode in which the ratio of traveling using an engine together with the motor is increased as compared to the EV mode. In the EV mode, engine starting is prohibited under predetermined conditions. The plurality of cooling control maps include a first map adapted to the EV mode and the engine start permission state, and a second map adapted to the EV mode and the engine start prohibition state. When starting the engine is prohibited in the EV mode, the control device selects and uses the second map from the plurality of cooling control maps.
本発明によれば、走行モードと充電状態とに基づいて最適な冷却制御マップが選択されるので、冷却装置の駆動が適切に制御され、エネルギー効率が改善される。 According to the present invention, since the optimal cooling control map is selected based on the travel mode and the state of charge, the driving of the cooling device is appropriately controlled, and the energy efficiency is improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、本実施の形態の電動車両５の構成を示した図である。図１を参照して、電動車両５は、駆動輪１６と、エンジン９０と、動力分割機構１５とを含む。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
電動車両５は、さらに、高圧バッテリ１０と、高圧バッテリ１０の出力する直流電力を昇圧する昇圧コンバータ１２と、昇圧コンバータ１２との間で直流電力を授受するインバータ１４とを含む。
電動車両５は、さらに、動力分割機構１５を介してエンジン９０の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸が動力分割機構１５に接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ１４はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され交流電力と昇圧コンバータ１２からの直流電力との変換を行なう。
動力分割機構１５は、遊星歯車機構と減速ギヤ機構とを含む。遊星歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。遊星歯車機構は、第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン９０に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸は駆動輪１６を回転させるギヤ機構に接続されるリングギヤの回転軸である。
減速ギヤ機構は、第１、第２の回転軸を有する。減速ギヤ機構は、遊星歯車機構と同様な構成を有するが、プラネタリキャリヤがケースに固定されている。減速ギヤ機構の第１の回転軸（サンギヤ）は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に接続される。減速ギヤ機構の第２の回転軸（リングギヤ）は、遊星歯車機構のリングギヤと一体的に回転する。 The reduction gear mechanism has first and second rotation shafts. The reduction gear mechanism has the same configuration as the planetary gear mechanism, but the planetary carrier is fixed to the case. The first rotation shaft (sun gear) of the reduction gear mechanism is connected to the rotation shaft of motor generator MG2. The second rotating shaft (ring gear) of the reduction gear mechanism rotates integrally with the ring gear of the planetary gear mechanism.
この減速ギヤ機構の第２の回転軸にはギヤ機構が取付けられ、このギヤ機構によって、動力分割機構１５の回転力が駆動輪１６に伝達される。
A gear mechanism is attached to the second rotating shaft of the reduction gear mechanism, and the rotational force of the
動力分割機構１５はエンジン９０，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。すなわち動力分割機構１５の３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。したがって、エンジン９０を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギー効率のよい自動車を実現している。
直流電源である高圧バッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなり、直流電力を昇圧コンバータ１２に供給するとともに、昇圧コンバータ１２からの直流電力によって充電される。
The high-
昇圧コンバータ１２は高圧バッテリ１０から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ１４に供給する。インバータ１４は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力はインバータ１４によって直流に変換されて昇圧コンバータ１２によって高圧バッテリ１０の充電に適切な電圧に変換され高圧バッテリ１０が充電される。
また、インバータ１４はモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン９０を補助して駆動輪１６を駆動する。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。得られた電気エネルギーは、インバータ１４および昇圧コンバータ１２を経由して高圧バッテリ１０に戻される。
高圧バッテリ１０は、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットを含む。昇圧コンバータ１２と高圧バッテリ１０との間には図示しないがシステムメインリレーが設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。
The
電動車両５は、さらに、図示しない補機類に電源電圧を供給する補機バッテリ２０と、高圧バッテリ１０の電圧を変換し補機バッテリ２０に充電を行なうＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、高圧バッテリ１０の電圧ＶＢ１を検出する電圧センサ５１と、高圧バッテリ１０の電流Ｉ１を検出する電流センサ５３と、補機バッテリ２０の電圧ＶＢ２を検出する電圧センサ５２とを含む。
The
電動車両５は、さらに、エンジン冷却システムを含む。エンジン冷却システムは、エンジン９０の冷却水を冷却するラジエーター６４と、エンジン９０およびラジエーター６４に対して冷却水を循環させる電動式のウォータポンプＷＰ１とを含む。
電動車両５は、さらに、ハイブリッドシステム用の電気機器冷却システムを含む。電気機器冷却システムは、ハイブリッドシステムの冷却水を冷却するラジエーター６６と、トランスアクスルおよびパワーコントロールユニットＰＣＵとラジエーター６４とに対して冷却水を循環させる電動式のウォータポンプＷＰ２とを含む。なお、トランスアクスルは、モータジェネレータＭＧ１を含み、パワーコントロールユニットＰＣＵは、インバータ１４および昇圧コンバータ１２を含む。
電動車両５は、さらに、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２、動力分割機構１５を含むトランスアクスル内にＡＴＦ（自動変速機用油）を循環させるためのメカニカルオイルポンプＭＯＰおよび電動オイルポンプＥＯＰを含む。ＡＴＦは、トランスアクスルの冷却および潤滑に使用される。
エンジン９０と、動力分割機構１５と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、ラジエーター６４，６６とはエンジンルームＥＣに収容される。図１では記載を分かりやすくするために昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を含むＰＣＵをエンジンルームとは離して配置したが、実際にはＰＣＵもエンジンルームＥＣに収容される。したがって、エンジンルームＥＣの内部温度を検出するセンサを設け、制御パラメータの一つとしてエンジンルーム温度を検出しても良い。
電動車両５は、さらに、ハイブリッドシステムを起動するイグニッションキースイッチ６０と、ＥＶモード／ＨＶモードをユーザが指定するＥＶ優先スイッチ６２と、制御装置５０とを含む。制御装置５０は、ハイブリッドシステム全体を管理するＨＶ−ＥＣＵ、パワーコントロールユニットＰＣＵのインバータ１４を制御するＭＧ−ＥＣＵ、エンジン９０を制御するＥＮ−ＥＣＵ、電圧ＶＢおよび電流Ｉ１に基づいて高圧バッテリ１０の充電状態ＳＯＣを検出するバッテリＥＣＵなど複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んで構成されるが、これに限定されず制御装置５０は１つまたは複数のコンピュータを含んで構成される。
The
制御装置５０は、車速センサ６８から車速信号Ｖを受け、トランスアクスルに設けられた温度センサからＭＧ１温度Ｔｇ、ＭＧ２温度Ｔｍ、ＨＶ水温Ｔｆを受け、エンジン９０に設けられた温度センサからエンジン室温Ｔｅを受け、トランスアクスルに設けられた回転センサからＭＧ１回転速度Ｎｇ、ＭＧ２回転速度Ｎｍを受け、エンジン９０に設けられた回転センサからエンジン回転速度Ｎｅを受け、これらと選択された冷却制御マップとに基づいて冷却装置の制御を行なう。
The
冷却制御マップは予め複数用意されており、使用する冷却制御マップは、後に説明するフローチャートの処理により、電動車両の走行モードと高圧バッテリ１０の充電状態ＳＯＣとに基づいて制御装置５０によって選択される。
A plurality of cooling control maps are prepared in advance, and the cooling control map to be used is selected by the
［実施の形態１］
図２は、実施の形態１の制御装置５０によって実行される冷却制御マップの選択および冷却装置の制御について説明するためのフローチャートである。図１、図２を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１１において走行モードの判定が実行される。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a flowchart for explaining selection of a cooling control map and control of the cooling device executed by the
走行モードは、たとえばユーザのスイッチ選択により、モータを主として使用して走行する動作モード（ＥＶモード）と、ＥＶモードよりもモータにエンジンを併用して走行する割合（ＨＶ走行割合）が増加された動作モード（ＨＶモード）とを指定できるように車両が構成されている。なお、ＥＶモードへの設定は、ＳＯＣ残量がＣ１％以上である場合に許可され、ＳＯＣ残量がＣ１％より低い場合にはＥＶモードへの設定を要求しても動作モードはＨＶモードに設定される。 In the driving mode, for example, an operation mode (EV mode) in which the motor is mainly used is selected by the user's switch selection, and a ratio (HV driving ratio) in which the motor is used in combination with the engine is increased as compared with the EV mode. The vehicle is configured so that an operation mode (HV mode) can be designated. Setting to the EV mode is permitted when the SOC remaining amount is C1% or more. When the SOC remaining amount is lower than C1%, the operation mode is set to the HV mode even if the setting to the EV mode is requested. Is set.
ステップＳ１１において、走行モードがＥＶモードであった場合には、ステップＳ１２に処理が進み、走行モードがＥＶモードでなかった場合にはステップＳ１７に処理が進む。 In step S11, if the travel mode is the EV mode, the process proceeds to step S12. If the travel mode is not the EV mode, the process proceeds to step S17.
続いて、各モードにおけるＳＯＣ残量の判定が実行される。
ステップＳ１２およびステップＳ１４では、走行モードがＥＶモードであった場合のＳＯＣ残量が判定される。ステップＳ１２ではＳＯＣがＡ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１２でＳＯＣ≧Ａ１％であればステップＳ１３に処理が進み、ＳＯＣ≧Ａ１％でなければステップＳ１４に処理が進む。
Subsequently, the remaining SOC is determined in each mode.
In step S12 and step S14, the remaining SOC amount when the traveling mode is the EV mode is determined. In step S12, it is determined whether or not the SOC is A1% or more. If SOC ≧ A1% in step S12, the process proceeds to step S13, and if not SOC ≧ A1%, the process proceeds to step S14.
ステップＳ１４ではＳＯＣがＢ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１４でＳＯＣ≧Ｂ１％であればステップＳ１５に処理が進み、ＳＯＣ≧Ｂ１％でなければステップＳ１６に処理が進む。 In step S14, it is determined whether or not the SOC is B1% or more. If SOC ≧ B1% in step S14, the process proceeds to step S15, and if not SOC ≧ B1%, the process proceeds to step S16.
ステップＳ１７、ステップＳ１９およびステップＳ２１では、走行モードがＨＶモードであった場合のＳＯＣ残量が判定される。ステップＳ１７ではＳＯＣがＡ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１７でＳＯＣ≧Ａ１であればステップＳ１８に処理が進み、ＳＯＣ≧Ａ１でなければステップＳ１９に処理が進む。 In step S17, step S19, and step S21, the remaining SOC amount when the traveling mode is the HV mode is determined. In step S17, it is determined whether or not the SOC is A1% or more. If SOC ≧ A1 in step S17, the process proceeds to step S18, and if SOC ≧ A1, the process proceeds to step S19.
ステップＳ１９ではＳＯＣがＢ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１９でＳＯＣ≧Ｂ１であればステップＳ２０に処理が進み、ＳＯＣ≧Ｂ１でなければステップＳ２１に処理が進む。 In step S19, it is determined whether or not the SOC is B1% or more. If SOC ≧ B1 in step S19, the process proceeds to step S20, and if SOC ≧ B1, the process proceeds to step S21.
ステップＳ２１ではＳＯＣがＣ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ２１でＳＯＣ≧Ｃ１であればステップＳ２０に処理が進み、ＳＯＣ≧Ｂ１でなければステップＳ２１に処理が進む。 In step S21, it is determined whether or not the SOC is C1% or more. If SOC ≧ C1 in step S21, the process proceeds to step S20, and if SOC ≧ B1, the process proceeds to step S21.
次に、使用する冷却制御マップの決定が行なわれる。ＥＶモードにおいては、ステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１６において使用する冷却制御マップの決定が行なわれる。 Next, the cooling control map to be used is determined. In the EV mode, the cooling control map used in steps S13, S15, and S16 is determined.
ステップＳ１３においては、ＥＶモードかつＳＯＣ≧Ａ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ１５においては、ＥＶモードかつＡ１＞ＳＯＣ≧Ｂ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ１６においては、ＥＶモードかつＢ１＞ＳＯＣ≧Ｃ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。なお、Ａ１＞Ｂ１＞Ｃ１であり、またＣ１％は、ＥＶモード設定可能な下限のＳＯＣである。 In step S13, a cooling control map adapted to the EV mode and the condition of SOC ≧ A1 is selected. In step S15, the cooling control map adapted to the EV mode and the condition of A1> SOC ≧ B1 is selected. In step S16, a cooling control map adapted to the EV mode and the condition of B1> SOC ≧ C1 is selected. A1> B1> C1, and C1% is the lower limit SOC that can be set in the EV mode.
次に、ＨＶモードにおいては、ステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３において使用する冷却制御マップの決定が行なわれる。 Next, in the HV mode, the cooling control map used in steps S18, S20, S22, and S23 is determined.
ステップＳ１８においては、ＥＶモードかつＳＯＣ≧Ａ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ２０においては、ＥＶモードかつＡ１＞ＳＯＣ≧Ｂ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ２２においては、ＥＶモードかつＢ１＞ＳＯＣ≧Ｃ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ２３においては、ＥＶモードかつＣ１＞ＳＯＣの条件に適合された冷却制御マップが選択される。 In step S18, the cooling control map adapted to the EV mode and the condition of SOC ≧ A1 is selected. In step S20, the cooling control map adapted to the EV mode and the condition of A1> SOC ≧ B1 is selected. In step S22, the cooling control map adapted to the EV mode and the condition of B1> SOC ≧ C1 is selected. In step S23, the cooling control map adapted to the conditions of the EV mode and C1> SOC is selected.
なお、図２においては先に走行モードの判定を行ない、その後ＳＯＣ残量の判定を行なったが、先にＳＯＣ残量の判定を行ない、その後走行モードの判定を行って、使用する冷却制御マップの選択をするようにしても良い。 In FIG. 2, the travel mode is determined first, and the remaining SOC is then determined. However, the remaining SOC is determined first, and then the travel mode is determined to be used. You may make it choose.
以上のいずれかのマップ選択ステップにおいて、使用する冷却制御マップが選択された後には、ステップＳ２４において、冷却パラメータの入力処理が実行される。冷却パラメータは、たとえばＭＧ１トルク、ＭＧ２トルク、ＭＧ１回転速度Ｎｇ、ＭＧ２回転速度Ｎｍ、ＭＧ１温度Ｔｇ、ＭＧ２温度Ｔｍ、車速Ｖ、ＨＶ水温Ｔｆ、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルク、エンジンルーム温度等が各種センサ出力や制御指令値などに基づいて取得される。 After the cooling control map to be used is selected in any one of the map selection steps described above, a cooling parameter input process is executed in step S24. The cooling parameters include, for example, MG1 torque, MG2 torque, MG1 rotation speed Ng, MG2 rotation speed Nm, MG1 temperature Tg, MG2 temperature Tm, vehicle speed V, HV water temperature Tf, engine rotation speed Ne, engine torque, engine room temperature, and the like. Acquired based on sensor output, control command value, and the like.
続いて、ステップＳ２５において出力決定処理が実行される。出力決定処理では、選択したマップおよびステップＳ２４で取得したパラメータに基づいて、冷却装置が制御される。冷却装置の制御の具体例としては、トランスアクスルの冷却用のＡＴＦを循環させる電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量の決定、ラジエーター６４，６６のファン出力の決定、電動式のウォータポンプＷＰ２の出力決定などが実行される。
Subsequently, output determination processing is executed in step S25. In the output determination process, the cooling device is controlled based on the selected map and the parameters acquired in step S24. Specific examples of the control of the cooling device include determining the amount of oil discharged from the electric oil pump EOP for circulating the ATF for cooling the transaxle, determining the fan output of the
ステップＳ２５に続き、ステップＳ２６では、スイッチ６０の操作等の重力情報に基づいてハイブリッドシステムをオフ状態（Ｒｅａｄｙ ｏｆｆ状態）にするか否かが判断される。ステップＳ２６においてＲｅａｄｙ ｏｆｆ状態にすると判断された場合にはステップＳ２７においてこのフローチャートの処理は終了し、Ｒｅａｄｙ ｏｆｆ状態にしないと判断された場合には、再びステップＳ１１以降の処理が繰り返し実行される。
Following step S25, in step S26, it is determined whether or not the hybrid system is to be turned off (ready off state) based on gravity information such as operation of the
図３は、図２のフローチャートで選択されるマップの一例を示した図である。図３を参照して、縦軸には、電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量が示され、横軸には、駆動用モータ（ＭＧ２）のトルク２乗値が示される。すなわち、このマップは、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値の２乗を入力パラメータとして、電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量を決定するための冷却制御マップの一例である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the map selected in the flowchart of FIG. Referring to FIG. 3, the vertical axis represents the amount of oil discharged from electric oil pump EOP, and the horizontal axis represents the torque square value of drive motor (MG2). That is, this map is an example of a cooling control map for determining the amount of oil discharged from the electric oil pump EOP using the square of the torque command value of the motor generator MG2 as an input parameter.
マップＭＨ，ＭＭ，ＭＬのうちから、高圧バッテリ１０のＳＯＣに基づいて使用するマップが選択される。ＳＯＣが高い場合には、マップＭＨが選択され、ＳＯＣが中程度の場合にはマップＭＭが選択され、ＳＯＣが低い場合にはマップＭＬが選択される。
A map to be used is selected from the maps MH, MM, and ML based on the SOC of the high-
たとえば、図２においてステップＳ１３でマップＭＨが選択され、ステップＳ１５でマップＭＭが選択され、ステップＳ１６でマップＭＬが選択される。 For example, in FIG. 2, the map MH is selected in step S13, the map MM is selected in step S15, and the map ML is selected in step S16.
ＥＶモードで使用する冷却制御マップ作成の留意点を以下に述べる。ＥＶ走行する場合、エンジン９０を停止してモータジェネレータＭＧ２のみで駆動力を賄うため、同じトルクを出力する場合、ＨＶ走行に比べてモータジェネレータＭＧ２が熱的に厳しい状態になるときがある。
Points to note when creating a cooling control map for use in the EV mode are described below. When the EV travel is performed, the
高圧バッテリ１０のＳＯＣが高いほど、その後にＥＶ走行可能な時間は長く、モータジェネレータＭＧ２は高負荷走行が続く可能性がある。したがって、ＥＶ走行の可能性が高いＥＶモードにおいて高圧バッテリ１０のＳＯＣが高い場合には、ＨＶモードよりも高い冷却能力が必要とされる。
The higher the SOC of the high-
したがって、図３のようなマップによって、ＳＯＣが高いほどモータジェネレータＭＧ２の冷却を行なう電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量を増やしてモータジェネレータＭＧ２の温度を低く保つ制御を行なっている。 Therefore, according to the map as shown in FIG. 3, the control is performed to keep the temperature of motor generator MG2 low by increasing the amount of oil discharged from electric oil pump EOP that cools motor generator MG2 as the SOC increases.
このような制御を行なうことによって、ＥＶモード設定時のモータジェネレータＭＧ２の冷却能力不足と過剰冷却による電費（バッテリの電力使用効率）の悪化とを防ぐことができる。 By performing such control, it is possible to prevent the cooling capacity of motor generator MG2 from being insufficient when EV mode is set and the deterioration of power consumption (battery power use efficiency) due to excessive cooling.
なお、図３で示したマップでＳＯＣおよびトルク２乗値によって決定した吐出油量を、さらにモータジェネレータＭＧ２の損失履歴（トルク、回転速度に基づいて算出）、モータジェネレータＭＧ２の温度履歴（サーミスタで検出した温度に基づいて算出）を考慮して補正などを行なって最終的な吐出油量を決定するようにしても良い。 It should be noted that the discharge oil amount determined by the SOC and the torque square value in the map shown in FIG. 3 is further calculated based on the loss history of motor generator MG2 (calculated based on torque and rotational speed), and the temperature history of motor generator MG2 (with a thermistor). The final discharged oil amount may be determined by performing correction or the like in consideration of (calculated based on the detected temperature).
また、ＨＶモードで使用する冷却制御マップ作成の留意点を以下に述べる。ＥＶモードからＨＶモードへ切替可能なハイブリッド車両では、ユーザの指定により高圧バッテリ１０が高ＳＯＣ時でもＨＶ走行をすることが可能である。ＨＶ走行後にＥＶ走行した場合には、エンジンルームＥＣの雰囲気温度がエンジン動作していたため上昇していて、同じエンジンルームＥＣに収容されているモータジェネレータＭＧ２の冷却能力が低下するときがある。また高圧バッテリ１０のＳＯＣが高ければ、その後に長時間ＥＶ走行することも考えられるため冷却能力を確保しておく必要がある。
In addition, points to be noted when creating a cooling control map used in the HV mode are described below. In a hybrid vehicle that can be switched from the EV mode to the HV mode, it is possible to run HV even when the high-
したがって、ＨＶモードであっても高圧バッテリ１０のＳＯＣが高い場合には、ＳＯＣが低い場合に比べてラジエーターファンの回転速度を大きくし、エンジンルームの温度を低くすることが望ましい。そこで、ＨＶモードにおいても高圧バッテリ１０のＳＯＣ、車速、エンジン負荷履歴（エンジントルクおよびエンジン回転速度Ｎｅに基づいて算出）、エンジンルーム温度履歴などに基づいてラジエーターファンの回転速度（低、中、高）を決定すると良い。
Therefore, when the SOC of the high-
なお、図３に示したマップは、ＳＯＣに基づいて選択される冷却制御マップの一例でありこのようなマップを走行モード別に用意しても良い。また電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量以外の冷却制御出力として、ラジエーターファン出力や、電動ウォータポンプ出力についても同様にＳＯＣおよび走行モードに基づいて選択される複数のマップを用意しておけばよい。 Note that the map shown in FIG. 3 is an example of a cooling control map selected based on the SOC, and such a map may be prepared for each travel mode. Further, as a cooling control output other than the discharge oil amount of the electric oil pump EOP, a plurality of maps that are similarly selected based on the SOC and the traveling mode may be prepared for the radiator fan output and the electric water pump output.
以上、実施の形態１では、電動車両において、制御装置からのパラメータによって冷却能力が制御可能な冷却システムを、実際の冷却対象の温度が上昇する前に、走行モードとＳＯＣを用いて過不足が無い最適な冷却能力に制御することを特徴とする。この冷却対象は、たとえばモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を含むトランスアクスルや、ＰＣＵや、高圧バッテリ１０や、エンジン９０とすることができる。これらの冷却対象はすべてを同様に冷却しなくても良く、一部の冷却対象を冷却する冷却装置を走行モードとＳＯＣを用いて最適に制御するのでも良い。
As described above, in the first embodiment, in the electric vehicle, the cooling system in which the cooling capacity can be controlled by the parameter from the control device is used to reduce the excess or deficiency by using the travel mode and the SOC before the actual temperature of the cooling target increases. It is characterized by controlling to an optimal cooling capacity. The cooling target can be, for example, a transaxle including motor generators MG1 and MG2, a PCU, a
［実施の形態２］
実施の形態１では、ＥＶモード、ＨＶモードの各々において、高圧バッテリ１０のＳＯＣに基づいて冷却制御マップを選択することを説明した。ところで、ＥＶモードであってもエンジン始動禁止制御が働く場合がある。エンジン始動禁止制御は、たとえばエンジンの触媒暖機が十分でない場合などに未燃の炭化水素の排出を避ける等のため自動的に働く場合や、ユーザによる設定によって働く場合などが考えられる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, it has been described that the cooling control map is selected based on the SOC of the high-
エンジン始動禁止機能が作動していない場合には、高圧バッテリ１０の出力上限パワーを超えたパワーが要求された場合、エンジン９０を始動させて駆動出力を確保する。その場合、エンジン９０から動力分割機構１５を経由して駆動輪１６に伝達される直達トルクとモータジェネレータＭＧ２のトルクにより、駆動力を賄うため、モータジェネレータＭＧ２の負荷は低減される。
In the case where the engine start prohibition function is not operating, when the power exceeding the output upper limit power of the
一方で、エンジン始動禁止機能が作動している場合には、高圧バッテリ１０の出力上限パワーを超えたパワーが要求された場合、エンジン９０を始動させず高圧バッテリ１０の出力上限パワーを出力可能制限値まで拡張した範囲内でモータジェネレータＭＧ２で駆動力を発生させる。そのため、モータジェネレータＭＧ２が最大トルクを出し続ける頻度が高くなり、モータジェネレータＭＧ２が熱的に厳しくなる可能性が高い。
On the other hand, when the engine start prohibition function is operating, when power exceeding the output upper limit power of the
図４は、実施の形態２の制御装置５０によって実行される冷却制御マップの選択および冷却装置の制御について説明するためのフローチャートである。図２と比較すると、図４のフローチャートは、ステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理が追加されている。他の部分については、図２のフローチャートと同じであるのでここでは説明は繰返さない。
FIG. 4 is a flowchart for explaining selection of the cooling control map and control of the cooling device executed by the
図１、図４を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１１において走行モードの判定が実行される。ステップＳ１１において、走行モードがＥＶモードであった場合には、ステップＳ１０２に処理が進み、走行モードがＥＶモードでなかった場合にはステップＳ１７に処理が進む。 Referring to FIGS. 1 and 4, when the process is started, first, in step S <b> 11, traveling mode determination is executed. In step S11, when the travel mode is the EV mode, the process proceeds to step S102, and when the travel mode is not the EV mode, the process proceeds to step S17.
ステップＳ１０２では、制御装置５０は、エンジン始動禁止制御機能が働いている（オン）か否かを判断する。
In step S102, the
ステップＳ１０３およびステップＳ１０５では、走行モードがＥＶモードかつエンジン始動禁止機能オンであった場合のＳＯＣ残量が判定される。ステップＳ１０３ではＳＯＣがＡ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１０３でＳＯＣ≧Ａ１％であればステップＳ１０４に処理が進み、ＳＯＣ≧Ａ１％でなければステップＳ１０５に処理が進む。 In step S103 and step S105, the SOC remaining amount is determined when the traveling mode is the EV mode and the engine start prohibiting function is on. In step S103, it is determined whether or not the SOC is A1% or more. If SOC ≧ A1% in step S103, the process proceeds to step S104, and if SOC ≧ A1%, the process proceeds to step S105.
ステップＳ１０５ではＳＯＣがＢ１％以上であるか否かが判断される。ステップＳ１０５でＳＯＣ≧Ｂ１％であればステップＳ１０６に処理が進み、ＳＯＣ≧Ｂ１％でなければステップＳ１０７に処理が進む。 In step S105, it is determined whether or not the SOC is B1% or more. If SOC ≧ B1% in step S105, the process proceeds to step S106. If not SOC ≧ B1%, the process proceeds to step S107.
次に、使用する冷却制御マップの決定が行なわれる。ＥＶモードかつエンジン始動禁止機能オン状態においては、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０７において使用する冷却制御マップが決定される。 Next, the cooling control map to be used is determined. In the EV mode and the engine start prohibition function ON state, the cooling control map used in steps S104, S106, and S107 is determined.
ステップＳ１０４においては、ＥＶモードかつエンジン始動禁止機能オンかつＳＯＣ≧Ａ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ１０６においては、ＥＶモードかつエンジン始動禁止機能オンかつＡ１＞ＳＯＣ≧Ｂ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。ステップＳ１０７においては、ＥＶモードかつエンジン始動禁止機能オンかつＢ１＞ＳＯＣ≧Ｃ１の条件に適合された冷却制御マップが選択される。なお、Ａ１＞Ｂ１＞Ｃ１であり、またＣ１％は、ＥＶモード設定可能な下限のＳＯＣである。 In step S104, a cooling control map that matches the EV mode, the engine start prohibition function ON, and the condition of SOC ≧ A1 is selected. In step S106, a cooling control map that matches the EV mode, the engine start prohibition function ON, and the condition of A1> SOC ≧ B1 is selected. In step S107, a cooling control map that matches the EV mode, the engine start prohibition function ON, and the condition of B1> SOC ≧ C1 is selected. A1> B1> C1, and C1% is the lower limit SOC that can be set in the EV mode.
ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０７において使用する冷却制御マップが決定されると、その後ステップＳ２４の処理が実行される。 When the cooling control map to be used in steps S104, S106, and S107 is determined, the process of step S24 is thereafter executed.
なお、ステップＳ１２〜Ｓ２７の処理については、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。 Since the processing in steps S12 to S27 is the same as that in the first embodiment, description thereof will not be repeated.
以上、実施の形態２では、実施の形態１の制御に加えて、さらにエンジン始動禁止制御機能のオン／オフを考慮して冷却制御マップを選択する例を示した。エンジン始動禁止制御機能のオン時は、オフ時と比べて冷却能力を増加させるように冷却制御マップの選択を行なう。たとえば、エンジン始動禁止機能オン時の電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量をオフ時と比べて多くする。 As described above, in the second embodiment, in addition to the control in the first embodiment, the example in which the cooling control map is selected in consideration of the on / off of the engine start prohibition control function has been shown. When the engine start prohibition control function is on, the cooling control map is selected so as to increase the cooling capacity compared to when it is off. For example, the amount of oil discharged from the electric oil pump EOP when the engine start prohibition function is on is increased compared to when it is off.
したがって、実施の形態２は、実施の形態１が奏する効果に加えて、ＥＶモード中のエンジン始動禁止機能オン時の冷却能力不足と、オフ時の過剰冷却を防ぎ、電動オイルポンプＥＯＰ等の冷却装置の消費電力を必要かつ最小限に抑えることができる。 Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, the second embodiment prevents the cooling of the electric oil pump EOP and the like by preventing the cooling ability from being insufficient when the engine start prohibiting function is on and the excessive cooling when the engine is off in the EV mode. The power consumption of the apparatus can be minimized as necessary.
なお、電動オイルポンプＥＯＰの吐出油量等を、ＥＶ／ＨＶモード、エンジン始動禁止機能オンフラグ、高圧バッテリ１０のＳＯＣに加えて、さらにモータジェネレータＭＧ２の損失履歴（トルク、回転速度に基づいて算出）、モータジェネレータＭＧ２の温度履歴（サーミスタで検出した温度に基づいて算出）を考慮して補正などを行なって最終的な吐出油量を決定するようにしても良い。
In addition to the EV / HV mode, the engine start prohibition function on flag, the SOC of the
最後に再び図面を参照して本実施の形態１，２について総括する。電動車両の冷却システムは、電動車両に複数搭載された電気機器のうち、少なくとも一つの電気機器に対する冷却を行なう冷却装置（ＥＯＰ，ＷＰ２）と、電動車両の走行モードと電動車両の負荷回路に電力を供給する高圧バッテリ１０の充電状態ＳＯＣとを検出し、走行モードと充電状態ＳＯＣとに基づいて複数の冷却制御マップ（たとえば図３のＭＨ，ＭＭ，ＭＬ）のうちから使用する冷却制御マップを選択し、選択された冷却制御マップと電気機器の動作情報とに基づいて冷却装置を制御する制御装置５０とを備える。
Finally, the first and second embodiments will be summarized with reference to the drawings again. The electric vehicle cooling system includes a cooling device (EOP, WP2) that cools at least one electric device among a plurality of electric devices mounted on the electric vehicle, a driving mode of the electric vehicle, and power to a load circuit of the electric vehicle. The charging state SOC of the high-
好ましくは、電動車両は、モータジェネレータＭＧ２とエンジン９０とを駆動源として搭載するハイブリッド車両である。走行モードは、モータジェネレータＭＧ２を主として使用して走行するＥＶモードと、ＥＶモードよりもモータジェネレータＭＧ２にエンジン９０を併用して走行する割合が増加されたＨＶモードとを含む。実施の形態２に示す電動車両は、ＥＶモードにおいては所定条件下でエンジン９０の始動が禁止される。複数の冷却制御マップは、ＥＶモードかつエンジン９０の始動許可状態に適合された第１のマップと、ＥＶモードかつエンジン９０の始動禁止状態に適合された第２のマップとを含む。制御装置は、ＥＶモードにおいてエンジン９０の始動が禁止されている場合には、複数の冷却制御マップのうちから第２のマップを選択して使用する。
Preferably, the electric vehicle is a hybrid vehicle equipped with motor generator MG2 and
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
５ 電動車両、１０ 高圧バッテリ、１２ 昇圧コンバータ、１４ インバータ、１５ 動力分割機構、１６ 駆動輪、２０ 補機バッテリ、３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０ 制御装置、５１，５２ 電圧センサ、５３ 電流センサ、６０ イグニッションキースイッチ、６２ ＥＶ優先スイッチ、６４，６６ ラジエーター、６８ 車速センサ、９０ エンジン、ＥＣ エンジンルーム、ＥＯＰ 電動オイルポンプ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＭＯＰ メカニカルオイルポンプ、ＰＣＵ パワーコントロールユニット、ＷＰ１，ＷＰ２ ウォータポンプ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電動車両に複数搭載された電気機器のうち、少なくとも一つの電気機器に対する冷却を行なう冷却装置と、
前記電動車両の走行モードと前記電動車両の負荷回路に電力を供給する蓄電装置の充電状態とを検出し、前記走行モードと前記充電状態とに基づいて複数の冷却制御マップのうちから使用する冷却制御マップを選択し、選択された冷却制御マップと前記電気機器の動作情報とに基づいて前記冷却装置を制御する制御装置とを備える、電動車両の冷却システム。 A cooling system for an electric vehicle,
A cooling device for cooling at least one of the electric devices mounted on the electric vehicle;
Cooling to be used from among a plurality of cooling control maps based on the traveling mode and the charging state, detecting the traveling mode of the electric vehicle and a charging state of a power storage device that supplies power to the load circuit of the electric vehicle. A cooling system for an electric vehicle, comprising: a control map; and a control device that controls the cooling device based on the selected cooling control map and operation information of the electric device.
前記走行モードは、
前記モータを主として使用して走行するＥＶモードと、
前記ＥＶモードよりも前記モータに前記エンジンを併用して走行する割合が増加されたＨＶモードとを含み、
前記ＥＶモードにおいては所定条件下で前記エンジンの始動が禁止され、
前記複数の冷却制御マップは、前記ＥＶモードかつ前記エンジンの始動許可状態に適合された第１のマップと、前記ＥＶモードかつ前記エンジンの始動禁止状態に適合された第２のマップとを含み、
前記制御装置は、前記ＥＶモードにおいて前記エンジンの始動が禁止されている場合には、前記複数の冷却制御マップのうちから前記第２のマップを選択して使用する、請求項１に記載の電動車両の冷却システム。 The electric vehicle is a hybrid vehicle equipped with a motor and an engine as drive sources,
The travel mode is
An EV mode that travels mainly using the motor;
And the HV mode in which the ratio of traveling using the engine in combination with the motor is increased than the EV mode,
In the EV mode, starting of the engine is prohibited under predetermined conditions,
The plurality of cooling control maps include a first map adapted to the EV mode and the engine start permission state, and a second map adapted to the EV mode and the engine start prohibition state,
The electric control according to claim 1, wherein the control device selects and uses the second map from the plurality of cooling control maps when starting of the engine is prohibited in the EV mode. Vehicle cooling system.
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