JP5999320B2 - 冷却ファンの制御装置 - Google Patents
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Description
このような冷却ファンの駆動条件としては、バッテリ温度と車速とによる所定条件が成立した場合や、バッテリ温度と空調装置の負荷とによる所定条件が成立した場合等がある。
特許文献2に係る車両用電池冷却システムは、空調装置の運転状態、車室内の空調状態及び電池温度状態等に基づいて冷却ファンと切換ダンパとを制御し、車室内の圧力低下や空調負荷の増加を抑えながらバッテリを冷却するものである。
しかし、上記の特許文献1では、車速が低い場合に、冷却ファンの風量を大きくすることができず、駆動用バッテリの冷却効率が悪いという不都合があった。
また、上記の特許文献2では、空調を作動させない場合に、駆動用バッテリの冷却を行えないという不都合があった。
図1において、1はハイブリッド車やプラグインハイブリッド車等の電動車両に搭載されるエンジンである。また、上記の車両には、駆動用モータ2と、空調装置3と、バッテリシステム(バッテリパック)4とが搭載される。
エンジン1は、内燃機関型エンジンからなり、車両の駆動エネルギ源の一つであって、エンジン用制御手段5により制御される。このエンジン用制御手段5には、エンジン状態としてのエンジン1の回転数を検出するエンジン回転数検出手段6と、車両状態としての車速を検出する車速検出手段7とが連絡している。
駆動用モータ2は、電力変換装置であるインバータ8に接続している。このインバータ8は、バッテリシステム4からの直流電力を交流電力に変換して、この交流電力を駆動用モータ2に出力するものである。
空調装置3は、車室内温度を調整するものであって、ブロアファン9を備えている。このブロアファン9は、空調用制御手段10により制御される。この空調用制御手段10には、空調状態としてのブロアファン9の駆動量(駆動レベル)を検出するブロアファン駆動量検出手段11が連絡している。
駆動用バッテリ12は、複数のバッテリセル、例えば、直列に接続された第1バッテリセル12A〜第8バッテリセル12Hから構成される。
バッテリ温度測定手段13は、第1〜第8バッテリセル12A〜12Hの温度をバッテリ温度として検出するように、第1〜第8バッテリセル12A〜12Hの間で所定間隔に配置された第1〜第4温度測定手段13A〜13Dから構成される。
バッテリ電流検出手段14は、駆動用バッテリ12のプラス(+)端子とインバータ8とを接続するプラス側電流ライン17Aの途中に設けられている。また、駆動用バッテリ12のマイナス(−)端子とインバータ8とは、マイナス側電流ライン17Bで接続している。
バッテリ状態検出手段15は、バッテリ状態として、第1〜第8バッテリセル12A〜12Hのバッテリ電圧と、第1〜第4温度測定手段13A〜13Dからのバッテリ温度と、バッテリ電流検出手段14からのバッテリ電流とを検出する。
また、バッテリシステム4には、冷却ファン制御手段16に連絡して駆動用バッテリ12を冷却する冷却ファン19が付設される。冷却ファン制御手段16と冷却ファン19とは、制御ライン20で接続している。
そして、冷却ファン制御手段16は、バッテリ状態とエンジン状態と車両状態と空調状態とを取り込んで演算して冷却ファン19のファン駆動量(駆動条件)を決定し、この決定されたファン駆動量に基づいて冷却ファン19を駆動制御(デューティ制御)し、駆動用バッテリ12を冷却させる。
第一駆動条件決定手段16Aは、バッテリ状態としての駆動用バッテリ12のバッテリ温度に応じて冷却ファン19の駆動条件であるファン駆動量を求める。第二駆動条件決定手段16Bは、空調状態としての空調装置3のブロアファン9の駆動量(駆動レベル)に応じて冷却ファン19の駆動条件であるファン駆動量を求める。第三駆動条件決定手段16Cは、車両状態としての車速に応じて冷却ファン19の駆動条件であるファン駆動量を求める。第四駆動条件決定手段16Dは、エンジン状態としてのエンジン回転数に応じて冷却ファン19の駆動条件であるファン駆動量を求める。
そして、冷却ファン制御手段19は、前記第二駆動条件決定手段16Bと前記第三駆動条件決定手段16Cと前記第四駆動条件決定手段16Dとにより求めたファン駆動量の中で最も大きいファン駆動量と、前記第一駆動条件決定手段16Aにより求めたファン駆動量とを比較し、小さい側のファン駆動量にて冷却ファン19を駆動させる。
冷却ファン19の駆動条件(風量又は冷却ファン19を駆動するデューティ値)として、冷却ファン制御手段16の記憶手段16Eには、例えば、図3に示すように、第一駆動条件決定手段16Aで冷却ファン19のファン駆動量を求めるための第一のマップ(A)と、第二駆動条件決定手段16Bで冷却ファン19のファン駆動量を求めるための第二のマップ(B)と、第三駆動条件決定手段16Cで冷却ファン19のファン駆動量を求めるための第三のマップ(C)と、第四駆動条件決定手段16Dで冷却ファン19のファン駆動量を求めるための第四のマップ(D)とを記憶する。これら第一のマップ(A)〜第四のマップ(D)においては、各マップ間が線形補完である(数値と数値との間が直線的に変化することを考えて、数値を求める補完方法)。
図2に示すように、冷却ファン制御手段16のプログラムがスタートすると(ステップA01)、先ず、バッテリ温度測定手段13により測定されたバッテリ温度を入力し(ステップA02)、そして、そのバッテリ温度に応じて、記憶手段16Eに記憶している第一のマップ(A)から所定の駆動条件X(バッテリ温度によるファン駆動量)を求める(ステップA03)。
そして、ブロアファン駆動量検出手段11により検出されたブロアファン9の駆動量(駆動レベル)と、車速検出手段7により検出された車速と、エンジン回転数検出手段6により検出されたエンジン回転数とを入力する(ステップA04)。
そして、入力したブロアファン9の駆動量(駆動レベル)に応じて、記憶手段16Eに記憶されている第二のマップ(B)から駆動条件としてのファン駆動量を求め、また、入力した車速に応じて、記憶手段16Eに記憶されている第三のマップ(C)から駆動条件としてのファン駆動量を求め、さらに、入力したエンジン回転数に応じて、記憶手段16Eに記憶されている第四のマップ(D)から駆動条件としてのファン駆動量を求める(ステップA05)。
そして、これら各ファン駆動量の中から最も大きいファン駆動量を採用して、この最も大きいファン駆動量を駆動条件Yとして求める。
続いて、前記バッテリ温度に応じて求められた駆動条件Xと前記最も大きいファン駆動量として求められた駆動条件Yとを比較し、つまり、X>Y又はX<Yを比較し、前記駆動条件Xと前記駆動条件Yとの小さい側の駆動条件を冷却ファン19を駆動させる駆動条件として採用する(ステップA06)。具体的には、X>Yの場合には、前記駆動条件Yを採用し、一方、X<Yの場合には、前記駆動条件Xを採用する。そして、この採用された駆動条件(X又はY)によって冷却ファン19を駆動する。これにより、乗員に冷却ファン19の駆動音を気づかせ難くして、冷却ファン19を駆動させることができる。
その後、プログラムをエンドとする(ステップA07)。
前記各駆動条件(ファン駆動量)の組み合わせの具体的な例を以下に記す。例えば、図3に示すように、第一のマップ(A)においてバッテリ温度が「50℃」ではファン駆動量(デューティ値)が「60」、第二のマップ(B)においてブロアファン9の駆動量(駆動レベル)が「2」ではファン駆動量(デューティ値)が「20」、第三のマップ(C)において車速が「50Km/h」ではファン駆動量(デューティ値)が「50」、第四のマップ(D)においてエンジン回転数が「2000rpm」ではファン駆動量(デューティ値)が「40」となる。この場合、第二のマップ(B)〜第四のマップ(D)で最大となるファン駆動量(デューティ値)は「50」であり、対して、第一のマップ(A)によるファン駆動量(デューティ値)が「60」であるので、第三のマップ(C)の「50」を採用して、冷却ファン19を駆動する。
また、第一駆動条件決定手段16A〜第四駆動条件決定手段16Dで各駆動条件(ファン駆動量)を求めるための第一のマップ(A)〜第四のマップ(D)を冷却ファン制御手段16に記憶させていることから、上記の各種状態によっていずれかのマップを選択させて、冷却ファン19の駆動条件(ファン駆動量)を簡便に求めることができる。
2 駆動用モータ
3 空調装置
4 バッテリシステム
5 エンジン用制御手段
6 エンジン回転数検出手段
7 車速検出手段
8 インバータ
9 ブロアファン
10 空調用制御手段
11 ブロアファン駆動量検出手段
12 駆動用バッテリ
13 バッテリ温度測定手段
14 バッテリ電流検出手段
15 バッテリ状態検出手段
16 冷却ファン制御手段
16A 第一駆動条件決定手段
16B 第二駆動条件決定手段
16C 第三駆動条件決定手段
16D 第四駆動条件決定手段
16E 記憶手段
18 通信ライン
19 冷却ファン
20 制御ライン
Claims (2)
- 車両に駆動エネルギ源としての駆動用バッテリ及びエンジンを搭載するとともに前記車両の空調装置を搭載し、前記駆動用バッテリを冷却する冷却ファンを設けた冷却ファンの制御装置において、前記駆動用バッテリの温度を検出する温度測定手段を設け、前記空調装置のブロアファンの駆動量を検出するブロアファン駆動量検出手段を設け、車速を検出する車速検出手段を設け、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、前記駆動用バッテリの温度に応じて前記冷却ファンのファン駆動量を求める第一駆動条件決定手段と、前記空調装置のブロアファンの駆動量に応じて前記冷却ファンのファン駆動量を求める第二駆動条件決定手段と、車速に応じて前記冷却ファンのファン駆動量を求める第三駆動条件決定手段と、エンジン回転数に応じて前記冷却ファンのファン駆動量を求める第四駆動条件決定手段とを備える冷却ファン制御手段を設け、この冷却ファン制御手段は、前記第二駆動条件決定手段と前記第三駆動条件決定手段と前記第四駆動条件決定手段とにより求めたファン駆動量の中で最も大きいファン駆動量と前記第一駆動条件決定手段により求めたファン駆動量とを比較し、小さい側のファン駆動量にて前記冷却ファンを駆動させることを特徴とする冷却ファンの制御装置。
- 前記冷却ファン制御手段は、前記第一駆動条件決定手段で前記冷却ファンのファン駆動量を求めるための第一のマップと、前記第二駆動条件決定手段で前記冷却ファンのファン駆動量を求めるための第二のマップと、前記第三駆動条件決定手段で前記冷却ファンのファン駆動量を求めるための第三のマップと、前記第四駆動条件決定手段で前記冷却ファンのファン駆動量を求めるための第四のマップとを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の冷却ファンの制御装置。
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