電気自動車
【課題】衝突の際に冷媒が漏れて冷却装置用のポンプが空転してしまうことによるポンプの損傷を防止する技術を提供する。
【解決手段】電気自動車は、冷媒を循環させるポンプと、ポンプを制御するコントローラを備える。コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信した場合に、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与える（Ｓ５）。そしてコントローラは、ポンプの実際の回転数が新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し（Ｓ７）、異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する（Ｓ２２）。冷媒が漏れている場合には空転するのでポンプの回転数が予期した回転数（即ち異常判断閾値）よりも大きくなる。コントローラは、そのことを検知してポンプを停止する。
【解決手段】電気自動車は、冷媒を循環させるポンプと、ポンプを制御するコントローラを備える。コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信した場合に、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与える（Ｓ５）。そしてコントローラは、ポンプの実際の回転数が新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し（Ｓ７）、異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する（Ｓ２２）。冷媒が漏れている場合には空転するのでポンプの回転数が予期した回転数（即ち異常判断閾値）よりも大きくなる。コントローラは、そのことを検知してポンプを停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の冷却装置用のポンプの制御に関する。特に、車両が衝突したときのポンプの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（エンジンとモータの双方を有するハイブリッド車を含む）は、車輪駆動用のモータ、高電圧高容量のバッテリ、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換してモータへ供給するインバータなど、従来のエンジン車とは異なり、大電流を扱う電気デバイスを備える。そのため、車両が衝突した際の電気系の安全対策について、様々な技術が提案されている。なお、本明細書における「衝突」は、主として、車両の一部が損傷する程度のものを想定している。ただし、その程度の衝突であっても、漏電等で機器の損傷が拡大すると修理コストも増大するので、電気系の安全対策には万難を排することが望ましい。
【０００３】
衝突時の安全対策の一つに、インバータやコンバータ等の電気デバイスが通常備える大容量のコンデンサの放電処理がある。例えば、特許文献１には、車両の衝突が検知されると、インバータのスイッチング回路を、モータが回転しないようなスイッチングルールで制御することによってコンデンサを放電する技術が開示されている。
【０００４】
即ち、電気自動車の場合、車両が衝突した後も大電流を扱う電気デバイスを作動させることがある。大電流を扱う電気デバイスは発熱も大きい。それゆえ、そのような電気デバイスを作動させるときには冷却装置も一緒に作動させることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車載の大電流を扱う電気デバイスの冷却には大抵液冷式の冷却装置が使われるが、車両が衝突した場合には冷媒が漏れる可能性がある。液冷式の冷却装置は冷媒を循環させるポンプを備えているが、冷媒が漏れた場合、ポンプが空転し、電気デバイスを冷却するどころか、逆に、ポンプまでも損傷してしまう虞がある。本明細書では、車両が衝突した場合、ポンプが損傷することを回避しつつ、ポンプを有効に使う技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する電気自動車は、モータやインバータなどの電気デバイスに冷媒を循環させるポンプと、ポンプを制御するコントローラとを備える。コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したとき、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与える。そしてコントローラは、ポンプの回転数が与えた新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止する。あるいは、コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する。ポンプの駆動源は通常は電動モータであり、同じ駆動指令値が与えられても負荷、即ち、冷媒の状態によって変化する。即ち、同じ駆動指令値が与えられても冷媒が少なければ回転数は増大する。異常判断閾値は、十分な量の冷媒が存在する場合の駆動指令値に対するポンプ回転数の上限値に設定される。それゆえ、特定の駆動指令値を与えたときに、ポンプ回転数が異常判断閾値を超えていれば、冷媒の量が少ない、即ち、冷媒が漏れている蓋然性が高い。逆に、ポンプ回転数が異常判断閾値を超えていなければ、十分な量の冷媒が存在していると判断してよい。衝突したことを示す信号を受信したときにポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与えるのは、現在の駆動指令値を下回る駆動指令値を与えたのでは、それまでの冷媒の流れの慣性が影響し、冷媒の過多に依存したポンプ回転数を決定し難いからである。それゆえ、新たな駆動指令値は、現在の駆動指令値以上とする。より好ましくは、新たな駆動指令値は、できるだけ大きい方が良い。新たな駆動指令値が大きい方が、現在の冷媒の流れに影響されることが少なくなり、冷媒が漏れているか否かをより正確に判別できるからである。
【０００８】
上記のコントローラの制御により、冷媒が漏れている可能性が高い場合には空転によるポンプの損傷を防止することができ、冷媒が漏れていない可能性が高い場合には、ポンプの駆動を継続し、電気デバイスを冷却することができる。なお、電気デバイスは、典型的には、放電デバイスである。放電デバイスは、インバータに流れる大電流を平滑化するためのコンデンサを放電する電気デバイスである。放電デバイスについては後述するが、モータとインバータの少なくとも一方が放電デバイスとして利用されることもあり、また、専用の放電デバイスが備えられることもある。電気デバイスが放電デバイスである場合、コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信すると、放電デバイスを作動させる。
【０００９】
冷媒が漏れていない可能性が高い場合にポンプを効果的に用いるには、冷却能力を最大限に引き出すのがよい。具体的には、本明細書が開示する電気自動車は、より好ましくは冷媒流路を循環する冷媒を外気と熱交換して冷却するラジエータと、ラジエータに外気を供給するラジエータファンを備える。このとき、コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合には、ポンプの出力を最大にする駆動指令値を与えるとともに、ラジエータファンにもその出力を最大にする駆動指令値を与える。そのような処理により、電気デバイスを最大冷却能力で冷却することができる。
【００１０】
ポンプが空転するのは、冷媒流路の損傷のみに起因するとは限らない。衝突の衝撃により、冷媒流路は損傷しないものの冷媒流路の途中に設けられたリザーブタンク上層の空気が冷媒流路に流れ込み、ポンプが一時的に空転することがある。この場合、ポンプの回転数が一時的に異常判断閾値を上回ったとしても、冷媒流路中の気泡が再びリザーブタンクに戻ればポンプ回転数は異常判断閾値以下に戻る可能性は十分にある。そこで、コントローラには次の処理も加えられているとよい。即ち、コントローラは、ポンプ停止後、予め定められた時間待機してポンプを再開し、ポンプの回転数が異常判断閾値を上回るか否か、再度判断する。そしてコントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超える場合には、ポンプを停止し、ポンプの回転数が判断閾値を超えない場合には、ポンプの駆動を維持する。ポンプの駆動を維持する場合、ポンプとラジエータファンの双方に最大出力の駆動指令値を与えるのが一層好ましい。
【００１１】
予め定められた時間経過後にポンプを再開させてポンプの回転数を計測することで、直前に計測したポンプの回転数が一時的に増加したものであるのか、あるいは、冷媒流路の損傷により増加したものであるのか、を区別することができる。それゆえ、コントローラは、ポンプが作動可能であるのに停止してしまう事態を回避できる。
【００１２】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止する場合に、その旨を示すデータを記録することが好ましい。そのようなデータは、後日車両のメンテナンス時の診断データ（ダイアグノシスデータ）として活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の電気自動車のシステム図である。
【図２】車両衝突時にコントローラが実行する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、電気自動車１００のシステム図を示す。図１は、冷却システム１００ａ（破線の上側の図）と、駆動システム１００ｂ（破線の下側の図）を同時に示している。冷却システム１００ａ側に描かれたインバータ３及びモータ７と、駆動システム１００ｂ側に描かれたインバータ３及びモータ７は同一のものであることに留意されたい。また、図１における破線の矢印は信号の流れを示している。実施例の車両は、車輪駆動用の一つのモータ７を有する１モータの電気自動車である。
【００１５】
冷却システム１００ａから説明する。冷却システム１００ａは、モータ７と、モータ７に交流電力を供給するインバータ３を冷却するためのシステムである。冷却システム１００ａは、インバータ３とモータ７とラジエータ２とリザーブタンク５の間で冷媒を循環させる冷媒流路４を備えており、その冷媒流路４には、冷媒を送り出すポンプ６が取り付けられている。インバータ３とモータ７を冷却し、温度が上昇した冷媒は、ラジエータ２にて外気と熱交換されることで冷やされ、ポンプ６により送り出され、再びモータ７、インバータ３へと循環する。ラジエータ２にはラジエータファン１３が取り付けられており、ラジエータ２に外気を供給することで、冷媒の冷却効率を高める。ラジエータファン１３には、ラジエータファン１３の回転数を検出するファン回転数センサ（図示せず）が取り付けられており、ファン回転数センサが計測するラジエータファン１３の回転数はコントローラ１０に送られる。
【００１６】
ポンプ６には、ポンプ６の回転数を計測するポンプ回転数センサ８が取り付けられている。ポンプ回転数センサ８が計測するポンプの回転数もコントローラ１０に送られる。ポンプ６の近傍には冷媒の温度を計測する温度センサ９が取り付けられている。温度センサ９が計測する冷媒温度もコントローラ１０に送られる。通常の走行中は、コントローラ１０は、冷媒温度が所定の温度範囲内に収まるように、ラジエータファン１３とポンプ６の出力を調整する。すなわち、冷媒温度が高ければラジエータファン１３とポンプ６の出力を高め、冷媒温度が所定の温度範囲となったらラジエータファン１３とポンプ６の出力を低くする。また、コントローラ１０は、インバータ３の出力が大きければ、その後にインバータ３の温度上昇が見込まれるので、ポンプ出力を上げる。
【００１７】
ポンプ６は、電動モータの出力軸に羽根車が取り付けられた構造を有する。ポンプ６のモータは、オープンループで制御される。また、コントローラ１０がポンプ６（モータ）に与える指令値（駆動指令値）は、ポンプのモータを駆動するための電力の大きさを示すものである。よく知られているように、オープンループ制御の場合、モータに同じ駆動指令値を与えても（同じ電力を供給しても）、モータの回転数は負荷に応じて変化する。即ち、コントローラ１０は、予め定められた駆動指令値をモータに与えるだけであり、モータの回転数は負荷、即ち冷媒の状態に応じて定まる。また、モータに駆動指令値を与えることの一例は、駆動指令値に相当する電力をモータに供給することである。
【００１８】
本実施例では、コントローラ１０がポンプ６に与える駆動指令値として、次の６段階、すなわち、（１）スーパーＨｉ、（２）Ｈｉ、（３）Ｍｉｄ、（４）Ｌｏ、（５）スーパーＬｏ、及び、（６）停止、が定められている。（６）から（１）の順に駆動指令値の値が大きくなる（ポンプ出力が大きくなる）。上記の６段階は、ポンプの運転モードと呼ばれる場合もある。
【００１９】
次に、駆動システム１００ｂを説明する。電気自動車１００であるので、駆動システム１００ｂは、メインバッテリ１４からモータ７への電気系に相当する。メインバッテリ１４は、システムメインリレー１８を介して、インバータ３内の交流生成回路３ａに接続している。交流生成回路３ａは、６個のスイッチング回路ＳＷで構成されている。夫々のスイッチング回路ＳＷは、ＩＧＢＴとダイオード（還流ダイオード）が逆並列に接続された回路構成を有している。２個のスイッチング回路ＳＷが直列に接続されており、その組が３組並列に接続されている。直列に接続された２個のスイッチング回路ＳＷの中間点から線が伸びており、モータ７に繋がっている。３組の直列スイッチング回路ＳＷから伸びる３本の線が、ＵＶＷ３相交流を構成する。モータインバータ３内にはインバータ制御回路３ｂがあり、その回路３ｂが各スイッチング回路ＳＷへスイッチング指令（ＰＷＭ信号）を与える。
【００２０】
交流生成回路３ａの入力側（交流生成回路３ａとメインバッテリ１４の間）には、平滑化コンデンサ１６が接続されている。平滑化コンデンサ１６は、交流生成回路３ａに入力する電流を平滑化するために備えられている。メインバッテリ１４の出力電圧は例えば３００［Ｖｏｌｔ］であり、大電流が流れる。そのため、平滑化コンデンサ１６の容量も、５Ｖや１２Ｖ等で作動する制御回路内のコンデンサとは桁違いに大きい。車両が衝突した際、感電などの二次災害を防止するために、コントローラ１０は、大容量の平滑化コンデンサ１６を放電する処理を実施する。本実施例では、インバータ３内の交流生成回路３ａとモータ７を放電デバイスとして利用する。コントローラ１０は、交流生成回路３ａのスイッチング回路ＳＷに、モータ７が回転せずに僅かな回転角で振動するようなスイッチングルールで生成したスイッチング信号を与える。そうすると、平滑化コンデンサ１６に蓄えられた電気エネルギーは、スイッチングロスとモータ７のフリクションロスによる熱エネルギーとして散逸する。本実施例では、スイッチングロス等により高温となったインバータ３とモータ７を、ポンプ６を用いて冷媒を循環させることで冷却する。
【００２１】
図１の符号１２はエアバッグシステムが備える加速度センサである。加速度センサ１２は、予め定められた大きさの加速度を検知したときに、その旨をコントローラ１０に伝える。すなわち、加速度センサ１２の信号が、車両が衝突したことを示す信号に相当する。コントローラ１０は、車両が衝突したことを示す信号を加速度センサ１２から受信すると、図２に示すフローチャートの処理を実行する。以下、車両が衝突したことを示す信号を「衝突信号」と称する。
【００２２】
図２を参照して、コントローラ１０が実行する処理について説明する。コントローラ１０は、衝突信号を受信すると、まず一旦インバータ３を停止する（Ｓ２）。即ちモータ７を停止する。次いでコントローラ７は、システムメインリレー１８を開放し、メインバッテリ１４とインバータ３を切り離す（Ｓ３）。メインバッテリ１４を切り離すことによって、インバータ３の内部の平滑化コンデンサ１６への電力供給を遮断する。コントローラ１０は、前述したようにモータ７が振動するようなスイッチングルールに基づいて生成したスイッチング信号をインバータ３に与える（Ｓ４）。なお、図２のステップＳ４には、「モータ７が振動するようなスイッチングルール」を「非回転ルール」と表現している。こうして、平滑化コンデンサ１６の放電が始まる。
【００２３】
次に、コントローラ１０は、ポンプ６に、現在の駆動指令値以上の大きさを有する新たな駆動指令値を与える。具体的にはコントローラ１０は、ポンプ６の運転モードを最大出力であるスーパーＨｉに設定する（Ｓ５）。すなわち、コントローラ１０は、現在のポンプ６の運転モードを維持するか、又は、現在のポンプ６の運転モードよりも高い出力を実現する運転モードでポンプ６を作動させる。本実施例では、コントローラ１０は、衝突信号を受信すると、ポンプ６に、運転モードをスーパーＨｉモードに切替える信号（駆動指令値）を送信する（Ｓ５）。ポンプ６が取り得る運転モード（コントローラ１０が出力し得る駆動指令値）は、前述した６段階であり、そのうち、スーパーＨｉモードが最も出力が大きい。従って、コントローラ１０が新たな駆動指令値としてスーパーＨｉモードに切り換える信号をポンプ６に与えることは、現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与えることの一例に相当する。
【００２４】
冷媒流路４が十分な冷媒で満たされているときに冷媒がポンプ６に与える負荷は、実験やシミュレーションで予め特定できる。従って、コントローラ１０が各々の運転モードを指定したときのポンプの予想回転数も特定できる。コントローラ１０には、各運転モードを指定したときの予想回転数の上限値が予め記憶されている。別言すれば、上限値は、ポンプ運転モード（駆動指令値）に対応したポンプ回転数に相当する。
【００２５】
次にコントローラ１０は、ポンプ回転数センサ８からポンプの回転数を取得する。そして、コントローラ１０は、ポンプ６の回転数が、スーパーＨｉモードに対応する上限値を超えるか否かを判断する（Ｓ６）。すなわち、コントローラ１０は、計測された回転数が、コントローラ１０が与えた駆動指令値に対応する異常判断閾値を超えるか否かを判断する。ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、コントローラ１０は、ポンプ６が正常に作動していると判断して、ポンプ６の駆動を継続する。すなわち、コントローラ１０は、ポンプ６の運転モードを改めてスーパーＨｉモードに設定する（Ｓ２２）。なお、この場合は、既にスーパーＨｉモードに設定されているので、ステップＳ２２の処理は、それまでのスーパーＨｉモードを維持することに相当する。さらに、インバータ３とモータ７の冷却効率を高めるために、コントローラ１０は、ラジエータファン１３にも、最大出力の駆動指令値を与える（Ｓ２３）。なお、ラジエータファン１３が回転数制御タイプ（実際の回転数を目標回転数に一致させるフィードバックループを備える制御系）の場合、ステップＳ２３の処理は、最大回転数を目標値としてラジエータファン１３に与えることになる。
【００２６】
一方において、計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えた場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ポンプ６が空転していると判断して、ポンプ６を停止する（Ｓ７）。ポンプ６が空転する理由は前述した通りである。
【００２７】
次いで、コントローラ１０は、既定の時間待機して（Ｓ８）、ポンプ６の運転を再開させる（Ｓ９）。既定の時間は、例えば５秒でよい。本実施例では、ステップＳ９において運転モードをスーパーＨｉに設定して作動させるが、他の運転モードであってもよい。ステップＳ９の直前にはポンプ６は停止しているのだから、コントローラ１０がどの運転モード（駆動指令値）を与える場合であっても、その運転モードは「現在の指令値以上の指令値」に相当する。コントローラ１０は、再度、ポンプ回転数センサ８からポンプ６の回転数を取得し、計測されたポンプ回転数が、Ｓ９における運転モードに対応する上限値（即ち異常判断閾値）を超えるか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｓ１０における上限値も、スーパーＨｉに対応する上限値である。計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えていない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ６における判断はポンプの空転が一時的なものであったと判断して、ポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切り替える指令を与え（Ｓ２２）、ラジエータファン１３にも最大出力の駆動指令値を与える（Ｓ２３）。
【００２８】
一方において、計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えている場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ポンプ６が空転していると判断して、ポンプ６を停止する（Ｓ１２）。続いて、コントローラ１０は、車両衝突信号に基づいてポンプ６を停止させたことをログデータとして記憶する（Ｓ１３）。なお、ログデータは、後日、車両メンテナンス時の診断データとして利用される。
【００２９】
ここで、異常判断閾値は、前述したように、冷媒流路４に冷媒が十分に存在している状況下では回転数がその値を超えることがなく、且つ、冷媒が抜けている状況下では、回転数がその値を超えるような値に予め設定されている。また、コントローラ１０は、各運転モード（駆動指令値）に対応した異常判断閾値を記憶している。コントローラ１０は、運転モードがスーパーＨｉのときはこれに対応する異常判断閾値を用い、運転モードがＭｉｄのときはこれに対応する異常判断閾値を用いる。
【００３０】
上記の処理の利点を説明する。コントローラ１０は、車両が衝突した際に、ステップＳ６において、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えるか否かを判断する。これにより、ポンプが空転しているか否かを判断することが可能となる。ポンプ６が空転していると判断する場合（即ち、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えている場合）、ステップＳ７においてポンプ６を停止する。その結果、ポンプ６が本来の機能を果たしていない（すなわち、空転している）場合には、ポンプ６の運転を不必要に継続させることがなくなる。ポンプ６の無用な損傷を防ぐことができる。一方において、冷媒流路が冷媒で満たされておりポンプ６が正常に冷媒を循環させていると判断する場合には、コントローラ１０は、ポンプ６の駆動を継続し、インバータ３とモータ７を冷却する。具体的には、コントローラ１０は、ステップＳ２２においてポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切替えるとともに、ステップＳ２３においてラジエータファン１３を最大回転数で作動させ、迅速にインバータ３とモータ７を冷却する。平滑化コンデンサ１６を放電することで高温となったインバータ３とモータ７が、過熱により損傷することが防止される。ポンプ６を有効に活用できる。
【００３１】
さらに、上記の処理では、ステップＳ７においてポンプ６を一旦停止した後に、再度ポンプ６を駆動して、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えるか否かを判断する（以下、この処理をリトライと呼ぶ）。前述のように、ポンプ６が空転を起こす原因は、冷媒流路４の損傷だけではない。衝突時の衝撃によりリザーブタンク５から冷媒流路４への気泡の混入が生じた場合にも、ポンプ６は空転する。ただし、この場合は冷媒流路４が損傷しているわけではないので、気泡がリザーブタンク５に戻れば回転数は異常判断閾値以下に戻る。即ち、ポンプ６の空転は一時的なものである。この場合に、前述のようにリトライすると、コントローラ１０はステップＳ１０においてＮＯと判断する。つまり、１度目の判断ではポンプ６が空転していると判断してポンプ６を停止したが、２度目の判断（リトライ）によりポンプ６を再び作動させることが可能となる。これにより、ポンプ６が正常に機能する場合に、誤ってポンプ６を停止してしまうことがなくなる。ポンプ６が無用に損傷するのを回避しつつ、ポンプ６を有効に活用できる。
【００３２】
また、ステップＳ１３において、ポンプ６が停止したことを記憶することにより、メンテナンス時にそのログデータを参照することでポンプの運転停止履歴を把握できる。ポンプ運転停止履歴は車両のメンテナンスに有用である。
【００３３】
また、上記の処理では、衝突後にポンプ回転数を切替える際、コントローラ内に既に用意されているポンプ運転モード（前述した「スーパーＨｉ」や「Ｈｉ」など）を活用する。既定のポンプ運転モードを活用することによって、上記の処理はプログラムの追加だけで低コストで実現することができる。
【００３４】
実施例の技術に関する留意点を述べる。「異常判断閾値を超えている」、及び、「異常判断閾値を超えていない」との表現には、厳密には、ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合を含まない。しかしこれは説明の便宜のためである。ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合は、「異常判断閾値を超えている」場合と同じ処理を実行してもよいし、逆に、「異常判断閾値を超えていない」場合と同じ処理を実行してもよい。ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合をどのように扱うかは重要ではなく、異常判断閾値という判断基準を設けた点が重要であることに留意されたい。
【００３５】
「車両が衝突したことを示す信号」（衝突信号）は、より正確に表現すれば、「車両が衝突した際に生じるであろう現象を通知する信号」である。実施例では、衝突信号として、加速度センサの出力を用いた。既定の閾値を超える加速度が検出される状況は、車両が衝突した際に生じるであろう現象の典型である。衝突信号は、加速度センサの出力に限られない。例えば、車速の変化が所定の変化閾値を超えたことを示す信号も、衝突信号となり得る。また、車載の異なるコントローラ間の通信が途絶したことを通知する信号も、衝突信号となり得る。
【００３６】
実施例では、リトライの回数は１回であったが、２回以上でもよい。コントローラ１０は、既定時間待機後にリトライする処理を複数回実行する構成であってもよい。
【００３７】
異常判断閾値、及び、既定時間は、自動車における冷却システムによって異なる。また、自動車のその他の性能によっても異なる。
【００３８】
図２のフローチャートの処理手順は、本発明の技術的思想を超えない範囲で入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ２２とステップＳ２３は逆の順序であってもよい。即ち、ラジエータファン１３に最大出力の駆動指令値を与え（Ｓ２３）次いで、ポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切り替える手順であってもよい（Ｓ２２）。
【００３９】
ここで、ポンプ６の運転モードを整理しておく。ステップＳ５では、運転モードは、現在の運転モード以上のポンプ出力を実現する運転モードであればよい。例えば、現在の運転モードがＭｉｄのとき、ステップＳ５ではＭｉｄか、Ｈｉか、スーパーＨｉのいずれかの運転モードに切り替えればよい。ステップＳ９では、運転モードは、「停止」以外のいずれの運転モードでもよい。例えば、スーパーＬｏでもよい。ステップＳ２２では、運転モードは、スーパーＨｉでなければならない。コントローラ１０は、図２のフローチャートに示した処理手順に従って、適切にポンプ６の運転モードを切り替える。ここで、一例として、運転モードをステップＳ５でＭｉｄに切替え、ステップＳ９でＬｏに切替える場合を考える。この場合、実施例のようにステップＳ５及びステップＳ９においてスーパーＨｉで作動する場合に比して、ステップＳ２２に至るまでの冷却効率は劣る。しかしながら、車両衝突時からステップＳ２２に至るまでの時間が、インバータ３とモータ７が発熱のため損傷に至る時間に比べて十分に短ければ、この時間における冷却効率はそれほど問題ではない。この場合、ステップＳ２２にて運転モードをスーパーＨｉに切替えることで、インバータ３とモータ７は適切に冷却され得る。
【００４０】
実施例では、衝突時にポンプへ新たな駆動指令値を与える際、コントローラ内に既に用意されている通常時のポンプ運転モード群を活用した。新たな駆動指令値は、予め定められている通常時のポンプ運転モード群とは異なる運転モードであってもよい。例えば、「スーパーＨｉ」は、通常時には選択されることはなく、図２の処理においてのみ選択され得るモードに決められていてもよい。また、図２のステップＳ５及び／又はＳ２２において、駆動指令値を複数段階に分けてポンプ出力が徐々に増加するようにしてもよい。
【００４１】
実施例の電気自動車１００は、インバータ３とモータ７を平滑化コンデンサ１６の放電デバイスとして利用するものであり、冷却システム１００ａは、放電デバイスであるインバータ３とモータ７の双方を冷却するものであった。電気自動車１００は、インバータ３とモータ７に代わる放電デバイスを有するものであってもよい。例えば、電気自動車１００は、放電デバイスとして、平滑化コンデンサ１６と並列に接続される放電抵抗を有するものであってもよい。放電抵抗とは、電気抵抗と耐熱温度が高く、通電すると発熱して電気エネルギーを散逸させるものであってもよい。その場合、冷却システム１００ａは、冷媒を放電抵抗へも循環させる。
【００４２】
本明細書が開示する技術は、また、インバータ又はモータのいずれか一方だけを冷却する冷却システムに適用してもよい。また、実施例の車両は１個のモータを備える電気自動車であったが、本明細書が開示する技術は、車輪を駆動するモータとエンジンを共に備えるハイブリッド車に適用することも可能である。
【００４３】
実施例の説明は、本発明の特徴を説明するものであり、車両のシステムが完全に作動するために必要ないくつかの要素は説明を省略していることに留意されたい。
【００４４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４５】
２：ラジエータ
３：インバータ
３ａ：交流生成回路
３ｂ：インバータ制御回路
４：冷媒流路
５：リザーブタンク
６：ポンプ
７：モータ
８：ポンプ回転数センサ
９：温度センサ
１０：コントローラ
１２：加速度センサ
１３：ラジエータファン
１４：メインバッテリ
１６：平滑化コンデンサ
１８：システムメインリレー
１００：電気自動車
１００ａ：冷却システム
１００ｂ：駆動システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の冷却装置用のポンプの制御に関する。特に、車両が衝突したときのポンプの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（エンジンとモータの双方を有するハイブリッド車を含む）は、車輪駆動用のモータ、高電圧高容量のバッテリ、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換してモータへ供給するインバータなど、従来のエンジン車とは異なり、大電流を扱う電気デバイスを備える。そのため、車両が衝突した際の電気系の安全対策について、様々な技術が提案されている。なお、本明細書における「衝突」は、主として、車両の一部が損傷する程度のものを想定している。ただし、その程度の衝突であっても、漏電等で機器の損傷が拡大すると修理コストも増大するので、電気系の安全対策には万難を排することが望ましい。
【０００３】
衝突時の安全対策の一つに、インバータやコンバータ等の電気デバイスが通常備える大容量のコンデンサの放電処理がある。例えば、特許文献１には、車両の衝突が検知されると、インバータのスイッチング回路を、モータが回転しないようなスイッチングルールで制御することによってコンデンサを放電する技術が開示されている。
【０００４】
即ち、電気自動車の場合、車両が衝突した後も大電流を扱う電気デバイスを作動させることがある。大電流を扱う電気デバイスは発熱も大きい。それゆえ、そのような電気デバイスを作動させるときには冷却装置も一緒に作動させることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車載の大電流を扱う電気デバイスの冷却には大抵液冷式の冷却装置が使われるが、車両が衝突した場合には冷媒が漏れる可能性がある。液冷式の冷却装置は冷媒を循環させるポンプを備えているが、冷媒が漏れた場合、ポンプが空転し、電気デバイスを冷却するどころか、逆に、ポンプまでも損傷してしまう虞がある。本明細書では、車両が衝突した場合、ポンプが損傷することを回避しつつ、ポンプを有効に使う技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する電気自動車は、モータやインバータなどの電気デバイスに冷媒を循環させるポンプと、ポンプを制御するコントローラとを備える。コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したとき、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与える。そしてコントローラは、ポンプの回転数が与えた新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止する。あるいは、コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する。ポンプの駆動源は通常は電動モータであり、同じ駆動指令値が与えられても負荷、即ち、冷媒の状態によって変化する。即ち、同じ駆動指令値が与えられても冷媒が少なければ回転数は増大する。異常判断閾値は、十分な量の冷媒が存在する場合の駆動指令値に対するポンプ回転数の上限値に設定される。それゆえ、特定の駆動指令値を与えたときに、ポンプ回転数が異常判断閾値を超えていれば、冷媒の量が少ない、即ち、冷媒が漏れている蓋然性が高い。逆に、ポンプ回転数が異常判断閾値を超えていなければ、十分な量の冷媒が存在していると判断してよい。衝突したことを示す信号を受信したときにポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与えるのは、現在の駆動指令値を下回る駆動指令値を与えたのでは、それまでの冷媒の流れの慣性が影響し、冷媒の過多に依存したポンプ回転数を決定し難いからである。それゆえ、新たな駆動指令値は、現在の駆動指令値以上とする。より好ましくは、新たな駆動指令値は、できるだけ大きい方が良い。新たな駆動指令値が大きい方が、現在の冷媒の流れに影響されることが少なくなり、冷媒が漏れているか否かをより正確に判別できるからである。
【０００８】
上記のコントローラの制御により、冷媒が漏れている可能性が高い場合には空転によるポンプの損傷を防止することができ、冷媒が漏れていない可能性が高い場合には、ポンプの駆動を継続し、電気デバイスを冷却することができる。なお、電気デバイスは、典型的には、放電デバイスである。放電デバイスは、インバータに流れる大電流を平滑化するためのコンデンサを放電する電気デバイスである。放電デバイスについては後述するが、モータとインバータの少なくとも一方が放電デバイスとして利用されることもあり、また、専用の放電デバイスが備えられることもある。電気デバイスが放電デバイスである場合、コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信すると、放電デバイスを作動させる。
【０００９】
冷媒が漏れていない可能性が高い場合にポンプを効果的に用いるには、冷却能力を最大限に引き出すのがよい。具体的には、本明細書が開示する電気自動車は、より好ましくは冷媒流路を循環する冷媒を外気と熱交換して冷却するラジエータと、ラジエータに外気を供給するラジエータファンを備える。このとき、コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合には、ポンプの出力を最大にする駆動指令値を与えるとともに、ラジエータファンにもその出力を最大にする駆動指令値を与える。そのような処理により、電気デバイスを最大冷却能力で冷却することができる。
【００１０】
ポンプが空転するのは、冷媒流路の損傷のみに起因するとは限らない。衝突の衝撃により、冷媒流路は損傷しないものの冷媒流路の途中に設けられたリザーブタンク上層の空気が冷媒流路に流れ込み、ポンプが一時的に空転することがある。この場合、ポンプの回転数が一時的に異常判断閾値を上回ったとしても、冷媒流路中の気泡が再びリザーブタンクに戻ればポンプ回転数は異常判断閾値以下に戻る可能性は十分にある。そこで、コントローラには次の処理も加えられているとよい。即ち、コントローラは、ポンプ停止後、予め定められた時間待機してポンプを再開し、ポンプの回転数が異常判断閾値を上回るか否か、再度判断する。そしてコントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超える場合には、ポンプを停止し、ポンプの回転数が判断閾値を超えない場合には、ポンプの駆動を維持する。ポンプの駆動を維持する場合、ポンプとラジエータファンの双方に最大出力の駆動指令値を与えるのが一層好ましい。
【００１１】
予め定められた時間経過後にポンプを再開させてポンプの回転数を計測することで、直前に計測したポンプの回転数が一時的に増加したものであるのか、あるいは、冷媒流路の損傷により増加したものであるのか、を区別することができる。それゆえ、コントローラは、ポンプが作動可能であるのに停止してしまう事態を回避できる。
【００１２】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止する場合に、その旨を示すデータを記録することが好ましい。そのようなデータは、後日車両のメンテナンス時の診断データ（ダイアグノシスデータ）として活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の電気自動車のシステム図である。
【図２】車両衝突時にコントローラが実行する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、電気自動車１００のシステム図を示す。図１は、冷却システム１００ａ（破線の上側の図）と、駆動システム１００ｂ（破線の下側の図）を同時に示している。冷却システム１００ａ側に描かれたインバータ３及びモータ７と、駆動システム１００ｂ側に描かれたインバータ３及びモータ７は同一のものであることに留意されたい。また、図１における破線の矢印は信号の流れを示している。実施例の車両は、車輪駆動用の一つのモータ７を有する１モータの電気自動車である。
【００１５】
冷却システム１００ａから説明する。冷却システム１００ａは、モータ７と、モータ７に交流電力を供給するインバータ３を冷却するためのシステムである。冷却システム１００ａは、インバータ３とモータ７とラジエータ２とリザーブタンク５の間で冷媒を循環させる冷媒流路４を備えており、その冷媒流路４には、冷媒を送り出すポンプ６が取り付けられている。インバータ３とモータ７を冷却し、温度が上昇した冷媒は、ラジエータ２にて外気と熱交換されることで冷やされ、ポンプ６により送り出され、再びモータ７、インバータ３へと循環する。ラジエータ２にはラジエータファン１３が取り付けられており、ラジエータ２に外気を供給することで、冷媒の冷却効率を高める。ラジエータファン１３には、ラジエータファン１３の回転数を検出するファン回転数センサ（図示せず）が取り付けられており、ファン回転数センサが計測するラジエータファン１３の回転数はコントローラ１０に送られる。
【００１６】
ポンプ６には、ポンプ６の回転数を計測するポンプ回転数センサ８が取り付けられている。ポンプ回転数センサ８が計測するポンプの回転数もコントローラ１０に送られる。ポンプ６の近傍には冷媒の温度を計測する温度センサ９が取り付けられている。温度センサ９が計測する冷媒温度もコントローラ１０に送られる。通常の走行中は、コントローラ１０は、冷媒温度が所定の温度範囲内に収まるように、ラジエータファン１３とポンプ６の出力を調整する。すなわち、冷媒温度が高ければラジエータファン１３とポンプ６の出力を高め、冷媒温度が所定の温度範囲となったらラジエータファン１３とポンプ６の出力を低くする。また、コントローラ１０は、インバータ３の出力が大きければ、その後にインバータ３の温度上昇が見込まれるので、ポンプ出力を上げる。
【００１７】
ポンプ６は、電動モータの出力軸に羽根車が取り付けられた構造を有する。ポンプ６のモータは、オープンループで制御される。また、コントローラ１０がポンプ６（モータ）に与える指令値（駆動指令値）は、ポンプのモータを駆動するための電力の大きさを示すものである。よく知られているように、オープンループ制御の場合、モータに同じ駆動指令値を与えても（同じ電力を供給しても）、モータの回転数は負荷に応じて変化する。即ち、コントローラ１０は、予め定められた駆動指令値をモータに与えるだけであり、モータの回転数は負荷、即ち冷媒の状態に応じて定まる。また、モータに駆動指令値を与えることの一例は、駆動指令値に相当する電力をモータに供給することである。
【００１８】
本実施例では、コントローラ１０がポンプ６に与える駆動指令値として、次の６段階、すなわち、（１）スーパーＨｉ、（２）Ｈｉ、（３）Ｍｉｄ、（４）Ｌｏ、（５）スーパーＬｏ、及び、（６）停止、が定められている。（６）から（１）の順に駆動指令値の値が大きくなる（ポンプ出力が大きくなる）。上記の６段階は、ポンプの運転モードと呼ばれる場合もある。
【００１９】
次に、駆動システム１００ｂを説明する。電気自動車１００であるので、駆動システム１００ｂは、メインバッテリ１４からモータ７への電気系に相当する。メインバッテリ１４は、システムメインリレー１８を介して、インバータ３内の交流生成回路３ａに接続している。交流生成回路３ａは、６個のスイッチング回路ＳＷで構成されている。夫々のスイッチング回路ＳＷは、ＩＧＢＴとダイオード（還流ダイオード）が逆並列に接続された回路構成を有している。２個のスイッチング回路ＳＷが直列に接続されており、その組が３組並列に接続されている。直列に接続された２個のスイッチング回路ＳＷの中間点から線が伸びており、モータ７に繋がっている。３組の直列スイッチング回路ＳＷから伸びる３本の線が、ＵＶＷ３相交流を構成する。モータインバータ３内にはインバータ制御回路３ｂがあり、その回路３ｂが各スイッチング回路ＳＷへスイッチング指令（ＰＷＭ信号）を与える。
【００２０】
交流生成回路３ａの入力側（交流生成回路３ａとメインバッテリ１４の間）には、平滑化コンデンサ１６が接続されている。平滑化コンデンサ１６は、交流生成回路３ａに入力する電流を平滑化するために備えられている。メインバッテリ１４の出力電圧は例えば３００［Ｖｏｌｔ］であり、大電流が流れる。そのため、平滑化コンデンサ１６の容量も、５Ｖや１２Ｖ等で作動する制御回路内のコンデンサとは桁違いに大きい。車両が衝突した際、感電などの二次災害を防止するために、コントローラ１０は、大容量の平滑化コンデンサ１６を放電する処理を実施する。本実施例では、インバータ３内の交流生成回路３ａとモータ７を放電デバイスとして利用する。コントローラ１０は、交流生成回路３ａのスイッチング回路ＳＷに、モータ７が回転せずに僅かな回転角で振動するようなスイッチングルールで生成したスイッチング信号を与える。そうすると、平滑化コンデンサ１６に蓄えられた電気エネルギーは、スイッチングロスとモータ７のフリクションロスによる熱エネルギーとして散逸する。本実施例では、スイッチングロス等により高温となったインバータ３とモータ７を、ポンプ６を用いて冷媒を循環させることで冷却する。
【００２１】
図１の符号１２はエアバッグシステムが備える加速度センサである。加速度センサ１２は、予め定められた大きさの加速度を検知したときに、その旨をコントローラ１０に伝える。すなわち、加速度センサ１２の信号が、車両が衝突したことを示す信号に相当する。コントローラ１０は、車両が衝突したことを示す信号を加速度センサ１２から受信すると、図２に示すフローチャートの処理を実行する。以下、車両が衝突したことを示す信号を「衝突信号」と称する。
【００２２】
図２を参照して、コントローラ１０が実行する処理について説明する。コントローラ１０は、衝突信号を受信すると、まず一旦インバータ３を停止する（Ｓ２）。即ちモータ７を停止する。次いでコントローラ７は、システムメインリレー１８を開放し、メインバッテリ１４とインバータ３を切り離す（Ｓ３）。メインバッテリ１４を切り離すことによって、インバータ３の内部の平滑化コンデンサ１６への電力供給を遮断する。コントローラ１０は、前述したようにモータ７が振動するようなスイッチングルールに基づいて生成したスイッチング信号をインバータ３に与える（Ｓ４）。なお、図２のステップＳ４には、「モータ７が振動するようなスイッチングルール」を「非回転ルール」と表現している。こうして、平滑化コンデンサ１６の放電が始まる。
【００２３】
次に、コントローラ１０は、ポンプ６に、現在の駆動指令値以上の大きさを有する新たな駆動指令値を与える。具体的にはコントローラ１０は、ポンプ６の運転モードを最大出力であるスーパーＨｉに設定する（Ｓ５）。すなわち、コントローラ１０は、現在のポンプ６の運転モードを維持するか、又は、現在のポンプ６の運転モードよりも高い出力を実現する運転モードでポンプ６を作動させる。本実施例では、コントローラ１０は、衝突信号を受信すると、ポンプ６に、運転モードをスーパーＨｉモードに切替える信号（駆動指令値）を送信する（Ｓ５）。ポンプ６が取り得る運転モード（コントローラ１０が出力し得る駆動指令値）は、前述した６段階であり、そのうち、スーパーＨｉモードが最も出力が大きい。従って、コントローラ１０が新たな駆動指令値としてスーパーＨｉモードに切り換える信号をポンプ６に与えることは、現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与えることの一例に相当する。
【００２４】
冷媒流路４が十分な冷媒で満たされているときに冷媒がポンプ６に与える負荷は、実験やシミュレーションで予め特定できる。従って、コントローラ１０が各々の運転モードを指定したときのポンプの予想回転数も特定できる。コントローラ１０には、各運転モードを指定したときの予想回転数の上限値が予め記憶されている。別言すれば、上限値は、ポンプ運転モード（駆動指令値）に対応したポンプ回転数に相当する。
【００２５】
次にコントローラ１０は、ポンプ回転数センサ８からポンプの回転数を取得する。そして、コントローラ１０は、ポンプ６の回転数が、スーパーＨｉモードに対応する上限値を超えるか否かを判断する（Ｓ６）。すなわち、コントローラ１０は、計測された回転数が、コントローラ１０が与えた駆動指令値に対応する異常判断閾値を超えるか否かを判断する。ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、コントローラ１０は、ポンプ６が正常に作動していると判断して、ポンプ６の駆動を継続する。すなわち、コントローラ１０は、ポンプ６の運転モードを改めてスーパーＨｉモードに設定する（Ｓ２２）。なお、この場合は、既にスーパーＨｉモードに設定されているので、ステップＳ２２の処理は、それまでのスーパーＨｉモードを維持することに相当する。さらに、インバータ３とモータ７の冷却効率を高めるために、コントローラ１０は、ラジエータファン１３にも、最大出力の駆動指令値を与える（Ｓ２３）。なお、ラジエータファン１３が回転数制御タイプ（実際の回転数を目標回転数に一致させるフィードバックループを備える制御系）の場合、ステップＳ２３の処理は、最大回転数を目標値としてラジエータファン１３に与えることになる。
【００２６】
一方において、計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えた場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ポンプ６が空転していると判断して、ポンプ６を停止する（Ｓ７）。ポンプ６が空転する理由は前述した通りである。
【００２７】
次いで、コントローラ１０は、既定の時間待機して（Ｓ８）、ポンプ６の運転を再開させる（Ｓ９）。既定の時間は、例えば５秒でよい。本実施例では、ステップＳ９において運転モードをスーパーＨｉに設定して作動させるが、他の運転モードであってもよい。ステップＳ９の直前にはポンプ６は停止しているのだから、コントローラ１０がどの運転モード（駆動指令値）を与える場合であっても、その運転モードは「現在の指令値以上の指令値」に相当する。コントローラ１０は、再度、ポンプ回転数センサ８からポンプ６の回転数を取得し、計測されたポンプ回転数が、Ｓ９における運転モードに対応する上限値（即ち異常判断閾値）を超えるか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｓ１０における上限値も、スーパーＨｉに対応する上限値である。計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えていない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、コントローラ１０は、ステップＳ６における判断はポンプの空転が一時的なものであったと判断して、ポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切り替える指令を与え（Ｓ２２）、ラジエータファン１３にも最大出力の駆動指令値を与える（Ｓ２３）。
【００２８】
一方において、計測されたポンプ回転数が異常判断閾値を超えている場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ポンプ６が空転していると判断して、ポンプ６を停止する（Ｓ１２）。続いて、コントローラ１０は、車両衝突信号に基づいてポンプ６を停止させたことをログデータとして記憶する（Ｓ１３）。なお、ログデータは、後日、車両メンテナンス時の診断データとして利用される。
【００２９】
ここで、異常判断閾値は、前述したように、冷媒流路４に冷媒が十分に存在している状況下では回転数がその値を超えることがなく、且つ、冷媒が抜けている状況下では、回転数がその値を超えるような値に予め設定されている。また、コントローラ１０は、各運転モード（駆動指令値）に対応した異常判断閾値を記憶している。コントローラ１０は、運転モードがスーパーＨｉのときはこれに対応する異常判断閾値を用い、運転モードがＭｉｄのときはこれに対応する異常判断閾値を用いる。
【００３０】
上記の処理の利点を説明する。コントローラ１０は、車両が衝突した際に、ステップＳ６において、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えるか否かを判断する。これにより、ポンプが空転しているか否かを判断することが可能となる。ポンプ６が空転していると判断する場合（即ち、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えている場合）、ステップＳ７においてポンプ６を停止する。その結果、ポンプ６が本来の機能を果たしていない（すなわち、空転している）場合には、ポンプ６の運転を不必要に継続させることがなくなる。ポンプ６の無用な損傷を防ぐことができる。一方において、冷媒流路が冷媒で満たされておりポンプ６が正常に冷媒を循環させていると判断する場合には、コントローラ１０は、ポンプ６の駆動を継続し、インバータ３とモータ７を冷却する。具体的には、コントローラ１０は、ステップＳ２２においてポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切替えるとともに、ステップＳ２３においてラジエータファン１３を最大回転数で作動させ、迅速にインバータ３とモータ７を冷却する。平滑化コンデンサ１６を放電することで高温となったインバータ３とモータ７が、過熱により損傷することが防止される。ポンプ６を有効に活用できる。
【００３１】
さらに、上記の処理では、ステップＳ７においてポンプ６を一旦停止した後に、再度ポンプ６を駆動して、ポンプ６の回転数が異常判断閾値を超えるか否かを判断する（以下、この処理をリトライと呼ぶ）。前述のように、ポンプ６が空転を起こす原因は、冷媒流路４の損傷だけではない。衝突時の衝撃によりリザーブタンク５から冷媒流路４への気泡の混入が生じた場合にも、ポンプ６は空転する。ただし、この場合は冷媒流路４が損傷しているわけではないので、気泡がリザーブタンク５に戻れば回転数は異常判断閾値以下に戻る。即ち、ポンプ６の空転は一時的なものである。この場合に、前述のようにリトライすると、コントローラ１０はステップＳ１０においてＮＯと判断する。つまり、１度目の判断ではポンプ６が空転していると判断してポンプ６を停止したが、２度目の判断（リトライ）によりポンプ６を再び作動させることが可能となる。これにより、ポンプ６が正常に機能する場合に、誤ってポンプ６を停止してしまうことがなくなる。ポンプ６が無用に損傷するのを回避しつつ、ポンプ６を有効に活用できる。
【００３２】
また、ステップＳ１３において、ポンプ６が停止したことを記憶することにより、メンテナンス時にそのログデータを参照することでポンプの運転停止履歴を把握できる。ポンプ運転停止履歴は車両のメンテナンスに有用である。
【００３３】
また、上記の処理では、衝突後にポンプ回転数を切替える際、コントローラ内に既に用意されているポンプ運転モード（前述した「スーパーＨｉ」や「Ｈｉ」など）を活用する。既定のポンプ運転モードを活用することによって、上記の処理はプログラムの追加だけで低コストで実現することができる。
【００３４】
実施例の技術に関する留意点を述べる。「異常判断閾値を超えている」、及び、「異常判断閾値を超えていない」との表現には、厳密には、ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合を含まない。しかしこれは説明の便宜のためである。ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合は、「異常判断閾値を超えている」場合と同じ処理を実行してもよいし、逆に、「異常判断閾値を超えていない」場合と同じ処理を実行してもよい。ポンプの回転数が異常判断閾値と同じ場合をどのように扱うかは重要ではなく、異常判断閾値という判断基準を設けた点が重要であることに留意されたい。
【００３５】
「車両が衝突したことを示す信号」（衝突信号）は、より正確に表現すれば、「車両が衝突した際に生じるであろう現象を通知する信号」である。実施例では、衝突信号として、加速度センサの出力を用いた。既定の閾値を超える加速度が検出される状況は、車両が衝突した際に生じるであろう現象の典型である。衝突信号は、加速度センサの出力に限られない。例えば、車速の変化が所定の変化閾値を超えたことを示す信号も、衝突信号となり得る。また、車載の異なるコントローラ間の通信が途絶したことを通知する信号も、衝突信号となり得る。
【００３６】
実施例では、リトライの回数は１回であったが、２回以上でもよい。コントローラ１０は、既定時間待機後にリトライする処理を複数回実行する構成であってもよい。
【００３７】
異常判断閾値、及び、既定時間は、自動車における冷却システムによって異なる。また、自動車のその他の性能によっても異なる。
【００３８】
図２のフローチャートの処理手順は、本発明の技術的思想を超えない範囲で入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ２２とステップＳ２３は逆の順序であってもよい。即ち、ラジエータファン１３に最大出力の駆動指令値を与え（Ｓ２３）次いで、ポンプ６の運転モードをスーパーＨｉに切り替える手順であってもよい（Ｓ２２）。
【００３９】
ここで、ポンプ６の運転モードを整理しておく。ステップＳ５では、運転モードは、現在の運転モード以上のポンプ出力を実現する運転モードであればよい。例えば、現在の運転モードがＭｉｄのとき、ステップＳ５ではＭｉｄか、Ｈｉか、スーパーＨｉのいずれかの運転モードに切り替えればよい。ステップＳ９では、運転モードは、「停止」以外のいずれの運転モードでもよい。例えば、スーパーＬｏでもよい。ステップＳ２２では、運転モードは、スーパーＨｉでなければならない。コントローラ１０は、図２のフローチャートに示した処理手順に従って、適切にポンプ６の運転モードを切り替える。ここで、一例として、運転モードをステップＳ５でＭｉｄに切替え、ステップＳ９でＬｏに切替える場合を考える。この場合、実施例のようにステップＳ５及びステップＳ９においてスーパーＨｉで作動する場合に比して、ステップＳ２２に至るまでの冷却効率は劣る。しかしながら、車両衝突時からステップＳ２２に至るまでの時間が、インバータ３とモータ７が発熱のため損傷に至る時間に比べて十分に短ければ、この時間における冷却効率はそれほど問題ではない。この場合、ステップＳ２２にて運転モードをスーパーＨｉに切替えることで、インバータ３とモータ７は適切に冷却され得る。
【００４０】
実施例では、衝突時にポンプへ新たな駆動指令値を与える際、コントローラ内に既に用意されている通常時のポンプ運転モード群を活用した。新たな駆動指令値は、予め定められている通常時のポンプ運転モード群とは異なる運転モードであってもよい。例えば、「スーパーＨｉ」は、通常時には選択されることはなく、図２の処理においてのみ選択され得るモードに決められていてもよい。また、図２のステップＳ５及び／又はＳ２２において、駆動指令値を複数段階に分けてポンプ出力が徐々に増加するようにしてもよい。
【００４１】
実施例の電気自動車１００は、インバータ３とモータ７を平滑化コンデンサ１６の放電デバイスとして利用するものであり、冷却システム１００ａは、放電デバイスであるインバータ３とモータ７の双方を冷却するものであった。電気自動車１００は、インバータ３とモータ７に代わる放電デバイスを有するものであってもよい。例えば、電気自動車１００は、放電デバイスとして、平滑化コンデンサ１６と並列に接続される放電抵抗を有するものであってもよい。放電抵抗とは、電気抵抗と耐熱温度が高く、通電すると発熱して電気エネルギーを散逸させるものであってもよい。その場合、冷却システム１００ａは、冷媒を放電抵抗へも循環させる。
【００４２】
本明細書が開示する技術は、また、インバータ又はモータのいずれか一方だけを冷却する冷却システムに適用してもよい。また、実施例の車両は１個のモータを備える電気自動車であったが、本明細書が開示する技術は、車輪を駆動するモータとエンジンを共に備えるハイブリッド車に適用することも可能である。
【００４３】
実施例の説明は、本発明の特徴を説明するものであり、車両のシステムが完全に作動するために必要ないくつかの要素は説明を省略していることに留意されたい。
【００４４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４５】
２：ラジエータ
３：インバータ
３ａ：交流生成回路
３ｂ：インバータ制御回路
４：冷媒流路
５：リザーブタンク
６：ポンプ
７：モータ
８：ポンプ回転数センサ
９：温度センサ
１０：コントローラ
１２：加速度センサ
１３：ラジエータファン
１４：メインバッテリ
１６：平滑化コンデンサ
１８：システムメインリレー
１００：電気自動車
１００ａ：冷却システム
１００ｂ：駆動システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載の電気デバイスに冷媒を循環させるポンプと、
ポンプを制御するコントローラと、を備えており、
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したとき、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与え、ポンプの回転数が前記新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し、異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する、
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
冷媒冷却用のラジエータに外気を供給するラジエータファンと、をさらに備え、
コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合には、ポンプの出力を最大にする駆動指令値をポンプに与えるとともに、ラジエータファンにもその出力を最大にする駆動指令値を与えることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止した場合、予め定められた時間の後にポンプを再駆動し、ポンプの回転数が異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続することを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記電気デバイスは、車輪駆動用のモータに電力を供給するインバータが備えるコンデンサを放電する放電デバイスであり、コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したときに放電デバイスを作動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止した場合に、その旨を示すデータを記録することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項１】
車載の電気デバイスに冷媒を循環させるポンプと、
ポンプを制御するコントローラと、を備えており、
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したとき、ポンプに現在の駆動指令値以上の新たな駆動指令値を与え、ポンプの回転数が前記新たな駆動指令値に対応した予め定められた異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し、異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続する、
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
冷媒冷却用のラジエータに外気を供給するラジエータファンと、をさらに備え、
コントローラは、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合には、ポンプの出力を最大にする駆動指令値をポンプに与えるとともに、ラジエータファンにもその出力を最大にする駆動指令値を与えることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止した場合、予め定められた時間の後にポンプを再駆動し、ポンプの回転数が異常判断閾値を超える場合にはポンプを停止し、ポンプの回転数が異常判断閾値を超えない場合にはポンプの駆動を継続することを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記電気デバイスは、車輪駆動用のモータに電力を供給するインバータが備えるコンデンサを放電する放電デバイスであり、コントローラは、車両が衝突したことを示す信号を受信したときに放電デバイスを作動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
コントローラは、車両が衝突したことを示す信号に基づいてポンプを停止した場合に、その旨を示すデータを記録することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気自動車。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１１０８９６（Ｐ２０１３−１１０８９６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５４５２（Ｐ２０１１−２５５４５２）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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