JP2007202244A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と破壊防止の両立されたモータを実現する冷却装置を提供する。
【解決手段】車両１００に搭載される冷却装置は、冷却媒体である冷却水を通過させ、インバータ８を冷却するＰＣＵ冷却流路と、ＰＣＵ冷却流路に並列に設けられるバイパス流路Ｐ１と、ＰＣＵ冷却流路とバイパス流路Ｐ１とに冷却水を流す割合を変更する切換バルブＶ１，Ｖ２と、ＰＣＵ冷却流路内またはバイパス流路Ｐ１内の冷却水を流動させる電動ポンプ４とを備える。好ましくは、冷却装置は、インバータ８の温度を検知する温度センサ１６と、温度センサ１６の出力に応じて切換バルブＶ１，Ｖ２に対して流路の選択指示を行なう制御装置１２とをさらに備える。制御装置１２は、インバータ８の温度がしきい値Ｔｔｈ１よりも低い場合には、切換バルブＶ１，Ｖ２に対してＰＣＵ冷却流路内の冷却水を流動させないように流路選択を行なわせる。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷却装置に関し、特に車輪を駆動するモータを備える車両に搭載される冷却装置に関する。

近年、環境にやさしい車両として、駆動装置としてモータとを搭載する電気自動車や、モータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車が注目を浴びている。エンジンおよびモータを駆動するための電池等の電気系統はいずれも作動時に発熱を伴い、冷却等の温度調節を行なう必要がある。

特開平９−１３０９１７号公報（特許文献１）は、ハイブリッド自動車のエンジン及び電池の温度を制御する温度制御装置について開示する。
特開平９−１３０９１７号公報 特開平８−１１６６０５号公報 特開２０００−７３７６３号公報 特開平１１−２２４６６号公報

駆動装置としてモータとを搭載する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では、モータを駆動するインバータ等のパワーコントロールユニットが動作時に発熱するためこれを冷却するために冷却装置が設けられている場合が多い。

しかしながら、パワーコントロールユニットに用いられているＩＧＢＴなどのパワー半導体素子の耐圧は、低温になるほど低くなり、高温になるほど高くなるという正の温度特性を有する。この一方で、モータのロータに使用されている磁石の磁力が低温になるほど大きくなるので、モータで発生する逆起電圧は低温になるほど高くなる。

車両駆動用モータとしては、永久磁石をロータに配置し、ステータにコイル巻線を配置し回転磁界を発生させる埋込磁石同期モータが用いられる場合が多い。埋込磁石同期モータでは、通常動作時は、モータが高回転になっても弱め界磁制御により、ステータコイルに流れる電流を制御して逆起電圧が抑えられている。しかし、走行中特に高速走行時に何らかの異常により、インバータが非常停止された場合には、弱め界磁制御も行なわれなくなるのでモータの回転により発生する逆起電圧がそのままインバータに印加される場合が考えられる。このため、モータの逆起電圧に対して充分に余裕をもった素子耐圧のパワーコントロールユニットを使用していた。

今後は、体格が小型でかつ出力の大きい電気駆動車両の要望に応えるため、モータ出力を向上させていく必要がある。モータ出力を向上させるには、ロータ磁石の磁力を増加させることと、ステータ巻線をふやすことが考えられる。しかし、ロータ磁石の磁力の増加は磁石の寸法を大きくすることにつながり体格を小型化させる上で不利である。これに対しステータ巻線を増やす場合は、モータ体格はそれほど大きくならずにモータ出力の増加を実現できるが、モータの逆起電圧は増加の方向にある。

逆起電圧が増加するとパワーコントロールユニットの耐圧についても相応のマージンが必要となるが、耐圧の高い素子を採用するとコストが高いものになってしまう。耐圧マージンについては、先に述べたことから、パワーコントロールユニットの耐圧とモータの逆起電圧は温度が低いほど厳しい関係となるので、冷却装置においても低温側の温度についても留意する必要がある。

この発明の目的は、小型化と破壊防止の両立されたモータを実現する冷却装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両に搭載される冷却装置であって、車両は、車輪を駆動するモータと、モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含む。冷却装置は、冷却媒体を通過させ、パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、ＰＣＵ冷却流路に並列に設けられる第１のバイパス流路と、ＰＣＵ冷却流路と第１のバイパス流路とに冷却媒体を流す割合を変更する第１の弁と、ＰＣＵ冷却流路内または第１のバイパス流路内の冷却媒体を流動させるポンプとを備える。

好ましくは、冷却装置は、パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、第１の温度センサの出力に応じて第１の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備える。制御装置は、パワーコントロールユニットの温度が第１のしきい値よりも低い場合には、第１の弁に対してＰＣＵ冷却流路内の冷却媒体を流動させないように流路選択を行なわせる。

好ましくは、冷却装置は、冷却媒体を循環させる経路上においてＰＣＵ冷却流路と直列に設けられ、冷却媒体を通過させ、モータを冷却するモータ冷却流路と、モータ冷却流路に並列に設けられる第２のバイパス流路と、モータ冷却流路と第２のバイパス流路とに冷却媒体を流す割合を変更する第２の弁とをさらに備える。

より好ましくは、冷却装置は、モータの温度を検知する第２の温度センサと、第２の温度センサの出力に応じて第２の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備え、制御装置は、モータの温度が第２のしきい値よりも低い場合には、第２の弁に対してモータ冷却流路内の冷却媒体を流動させないように流路選択を行なわせる。

より好ましくは、冷却装置は、冷却媒体を循環させる経路上においてＰＣＵ冷却流路およびモータ冷却流路と直列に設けられ、冷却媒体を通過させて放熱させるラジエータと、ラジエータに並列に設けられる第３のバイパス流路と、ラジエータと第３のバイパス流路とに冷却媒体を流す割合を変更する第３の弁とをさらに備える。

さらに好ましくは、冷却装置は、パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、モータの温度を検知する第２の温度センサと、第１または第２の温度センサの出力に応じて第３の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備える。

この発明の他の局面に従うと、車両に搭載される冷却装置であって、車両は、車輪を駆動するモータと、モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含む。冷却装置は、冷却媒体を通過させ、パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、ＰＣＵ冷却流路内の冷却媒体を流動させるポンプと、ポンプの制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の温度センサの検知した温度が第１のしきい値よりも低い場合にはポンプの運転を停止させる。

好ましくは、冷却装置は、モータの温度を検知する第２の温度センサと、ＰＣＵ冷却流路と直列に接続され、冷却媒体を通過させ、モータを冷却するモータ冷却通路とをさらに備える。制御装置は、第２の温度センサの検知した温度が第２のしきい値よりも低い場合にはポンプの運転を停止させる。

この発明のさらに他の局面に従うと、車両に搭載される冷却装置であって、車両は、内燃機関と、内燃機関と併用されて車輪を駆動するモータと、モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含む。冷却装置は、冷却媒体を通過させ、パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、冷却媒体を通過させ、内燃機関を冷却する機関冷却流路と、ＰＣＵ冷却流路、機関冷却流路にそれぞれ対応して設けられる第１、第２のラジエータと、ＰＣＵ冷却流路と第１のラジエータを含む第１の循環系と機関冷却流路と第２のラジエータを含む第２の循環系とを接続する接続部とを備える。接続部は、冷却媒体の温度が所定温度より低いときは第１、第２のラジエータを経由せずに機関冷却流路とＰＣＵ冷却流路との間で冷却媒体が循環するように構成される。

好ましくは、接続部は、機関冷却流路からＰＣＵ冷却流路に冷却媒体を導く第１の連通路と、冷却媒体の温度に応じて第１のラジエータと第１の連通路との冷却媒体の分流割合を変化させる第１の弁と、ＰＣＵ冷却流路から機関冷却流路に冷却媒体を導く第２の連通路と、冷却媒体の温度に応じて第２のラジエータと第２の連通路との冷却媒体の分流割合を変化させる第２の弁とを含む。

本発明によれば、小型化と破壊防止の両立されたモータを実現することができる。

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を繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、冷却装置が搭載される車両１００の構成を示す概略図である。

図１を参照して、車両１００は、車輪を駆動するモータ１０と、モータ１０を駆動するパワーコントロールユニットとを含む。図１ではパワーコントロールユニットがインバータ８である例が示されているが、パワーコントロールユニットはバッテリの電圧を昇圧してインバータ８に供給する昇圧コンバータをさらに含むものであってもよい。

車両１００は、インバータとモータとを備えるものであれば電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等のいずれの車両も該当するものであり、これらの車両には実施の形態１の発明を適用することが可能である。

［インバータ８のバイパス通路］
車両１００に搭載される実施の形態１の冷却装置は、冷却媒体である冷却水を通過させ、インバータ８を冷却するＰＣＵ冷却流路と、ＰＣＵ冷却流路に並列に設けられるバイパス流路Ｐ１と、ＰＣＵ冷却流路とバイパス流路Ｐ１とに冷却水を流す割合を変更する切換バルブＶ１，Ｖ２と、ＰＣＵ冷却流路内またはバイパス流路Ｐ１内の冷却水を流動させる電動ポンプ４とを備える。

実施の形態１の冷却装置は、インバータ８の温度を検知する温度センサ１６と、温度センサ１６の出力に応じて切換バルブＶ１，Ｖ２に対して流路の選択指示を行なう制御装置１２とをさらに備える。

制御装置１２は、インバータ８の温度がしきい値Ｔｔｈ１よりも低い場合には、切換バルブＶ１，Ｖ２に対してＰＣＵ冷却流路内の冷却水を流動させないように流路選択を行なわせる。すなわち切換バルブＶ１は電動ポンプからの流路とバイパス通路Ｐ１とを連通させインバータ８に向かうＰＣＵ冷却流路への経路を遮断する。また切換バルブＶ２はバイパス通路Ｐ１と切換バルブＶ３に向かう流路とを連通させＰＣＵ冷却流路からの経路を遮断する。なお、切換バルブＶ１、Ｖ２のいずれか一方があればＰＣＵ冷却流路内の冷却水は流動しなくなるので、切換バルブＶ１、Ｖ２の他方は設けなくても良い。

図２は、制御装置１２が行なう切換バルブＶ１，Ｖ２の制御の処理構造を示すフローチャートである。

図１、図２を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において制御装置１２は、センサ１６からインバータ８の温度が反映された冷却水の温度Ｔｉを取得する。そしてステップＳ２において、制御装置１２は、温度Ｔｉが所定のしきい値温度Ｔｔｈ１以上であるか否かを判断する。ステップＳ２においてＴｉ≧Ｔｔｈ１が成立した場合にはステップＳ４に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ３においては、制御装置１２は切換バルブＶ１，Ｖ２に対してバイパス通路Ｐ１を選択させ、インバータ８を冷却するためのＰＣＵ冷却流路内の冷却水を流動させないようにする。インバータ８はモータ１０を駆動して電力を消費することにより発熱するので、これにより、インバータ８は速やかにしきい値温度Ｔｔｈ１付近の温度まで昇温する。したがって、極低温において耐圧が低い状態でモータ１０の逆起電圧にさらされる状態を避けることができる。

ステップＳ４では、インバータ８の温度が高い状態であるので、制御装置１２は切換バルブＶ１，Ｖ２にインバータ８を冷却するＰＣＵ冷却流路を選択させて、バイパス通路Ｐ１に冷却水を流入させないようにする。

以上のようにインバータ８を冷却するＰＣＵ冷却流路に並列にバイパス通路Ｐ１を設け、これらに冷却水を流す割合を変えることができるバルブを設けることにより、インバータ８の温度の上限値だけでなく下限値も管理することができるようになる。

［モータ１０のバイパス通路］
再び図１を参照して、実施の形態１の冷却装置は、冷却水を循環させる経路上においてＰＣＵ冷却流路と直列に設けられ、冷却水を通過させ、モータ１０を冷却するモータ冷却流路と、モータ冷却流路に並列に設けられるバイパス流路Ｐ２と、モータ冷却流路とバイパス流路Ｐ２とに冷却水を流す割合を変更する切換バルブＶ３，Ｖ４とをさらに備える。

実施の形態１の冷却装置は、モータ１０の温度を検知するセンサ１４と、センサ１４の出力に応じて切換バルブＶ３，Ｖ４に対して流路の選択指示を行なう制御装置１２とをさらに備える。

制御装置１２は、モータ１０の温度が第２のしきい値Ｔｔｈ２よりも低い場合には、切換バルブＶ３，Ｖ４に対してモータ冷却流路内の冷却水を流動させないように流路選択を行なわせる。

すなわち、制御装置１２は、モータ１０の温度がしきい値Ｔｔｈ２よりも低い場合には、切換バルブＶ３，Ｖ４に対してモータ冷却流路内の冷却水を流動させないように流路選択を行なわせる。すなわち切換バルブＶ３はバルブＶ２からの流路とバイパス通路Ｐ２とを連通させモータ１０に向かうモータ冷却流路への経路を遮断する。また切換バルブＶ４はバイパス通路Ｐ２と切換バルブＶ５に向かう流路とを連通させモータ冷却流路からの経路を遮断する。なお、切換バルブＶ３、Ｖ４のいずれか一方があればＰＣＵ冷却流路内の冷却水は流動しなくなるので、切換バルブＶ３、Ｖ４の他方は設けなくても良い。

図３は、制御装置１２が行なう切換バルブＶ３、Ｖ４の制御の処理構造を示すフローチャートである。

図１、図３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１１において制御装置１２は、センサ１４からモータ１０の温度が反映された温度Ｔｍを取得する。そしてステップＳ１２において、制御装置１２は、温度Ｔｍが所定のしきい値温度Ｔｔｈ２以上であるか否かを判断する。ステップＳ２においてＴｍ≧Ｔｔｈ２が成立した場合にはステップＳ１４に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ１３に処理が進む。

ステップＳ１３においては、制御装置１２は切換バルブＶ３，Ｖ４に対してバイパス通路Ｐ２を選択させ、モータ１０を冷却するためのモータ冷却流路内の冷却水を流動させないようにする。モータ１０は銅損や鉄損として電力を消費することにより発熱するので、これにより、モータ１０は速やかにしきい値温度Ｔｔｈ２付近の温度まで昇温する。したがって、極低温において高い逆起電圧がインバータ８に印加されてしまうことを避けることができる。

ステップＳ１４では、モータ１０の温度が高い状態であるので、制御装置１２は切換バルブＶ３，Ｖ４にモータ１０を冷却するモータ冷却流路を選択させて、バイパス通路Ｐ２に冷却水を流入させないようにする。

以上のようにモータ１０を冷却するモータ冷却流路に並列にバイパス通路Ｐ２を設け、これらに冷却水を流す割合を変えることができるバルブを設けることにより、モータ１０の温度の上限値だけでなく下限値も管理することができるようになる。

［ラジエータ２のバイパス通路］
再び図１を参照して、実施の形態１の冷却装置は、冷却水を循環させる経路上においてＰＣＵ冷却流路およびモータ冷却流路と直列に設けられ、冷却水を通過させて放熱させるラジエータ２と、ラジエータ２に並列に設けられるバイパス通路Ｐ３と、ラジエータ２とバイパス通路Ｐ３とに冷却水を流す割合を変更する切換バルブＶ５，Ｖ６とをさらに備える。制御装置１２は、温度センサ１６またはセンサ１４の出力に応じて切換バルブＶ５，Ｖ６に対して流路の選択指示を行なう。

すなわち、制御装置１２は、温度Ｔｉがしきい値Ｔｔｈ３よりも低い場合または温度Ｔｍがしきい値Ｔｔｈ４よりも低い場合には、切換バルブＶ５，Ｖ６に対して循環する冷却水がラジエータ２に通水されないように流路選択を行なわせる。すなわち切換バルブＶ５はバルブＶ４からの流路とバイパス通路Ｐ３とを連通させラジエータ２向かう経路を遮断する。また切換バルブＶ６はバイパス通路Ｐ３と電動ポンプ４に向かう流路とを連通させラジエータ２からの経路を遮断する。なお、切換バルブＶ５、Ｖ６のいずれか一方があればＰＣＵ冷却流路内の冷却水は流動しなくなるので、切換バルブＶ５、Ｖ６の他方は設けなくても良い。

図４は、制御装置１２が行なう切換バルブＶ５、Ｖ６の制御の処理構造を示すフローチャートである。

図１、図４を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ２１において制御装置１２は、センサ１６からインバータ８の温度が反映された温度Ｔｉを取得し、センサ１４からモータ１０の温度が反映された温度Ｔｍを取得する。

そしてステップＳ２２において、制御装置１２は、温度Ｔｉが所定のしきい値温度Ｔｔｈ３以上であるか否かを判断する。ステップＳ２２においてＴｉ≧Ｔｔｈ３が成立した場合にはステップＳ２５に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ２３に処理が進む。

そしてステップＳ２３において、制御装置１２は、温度Ｔｍが所定のしきい値温度Ｔｔｈ４以上であるか否かを判断する。ステップＳ２３においてＴｍ≧Ｔｔｈ４が成立した場合にはステップＳ２５に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ２４に処理が進む。

ステップＳ２４においては、制御装置１２は切換バルブＶ５，Ｖ６に対してバイパス通路Ｐ３を選択させ、循環する冷却水をラジエータ２が冷却しないようにする。これにより、極低温時においてモータ１０またはインバータ８を昇温させる場合の時間が短縮される。

したがって、極低温においてモータ１０が高い逆起電圧を発生して耐圧の低い状態のインバータ８に印加されてしまうことを避けることができる。

ステップＳ２５では、モータ１０およびインバータ８の温度が高い状態であるので、制御装置１２は切換バルブＶ５，Ｖ６に冷却水から放熱させるラジエータ２を選択させて、バイパス通路Ｐ３に冷却水を流入させないようにする。

以上のようにラジエータ２に並列にバイパス通路Ｐ３を設け、これらに冷却水を流す割合を変えることができるバルブを設けることにより、さまざまな周囲環境や車両運転状態において、モータ１０やインバータ８の温度の上限値および下限値を管理することができるようになる。

［電動ポンプの間欠制御］
再び図１を参照して、実施の形態１の冷却装置は、他の局面では以下のようにも説明することができる。冷却装置は、冷却水を通過させ、インバータ８を冷却するＰＣＵ冷却流路と、インバータ８の温度を検知する温度センサ１６と、ＰＣＵ冷却流路内の冷却水を流動させる電動ポンプ４と、電動ポンプ４の制御を行なう制御装置１２とを備える。制御装置１２は、温度センサ１６の検知した温度がしきい値Ｔｔｈ３よりも低い場合には電動ポンプ４の運転を停止させる。

好ましくは、冷却装置は、モータの温度を検知するセンサ１４と、ＰＣＵ冷却流路と直列に接続され、冷却水を通過させ、モータを冷却するモータ冷却通路とをさらに備える。制御装置１２は、センサ１４の検知した温度がしきい値Ｔｔｈ４よりも低い場合には電動ポンプ４の運転を停止させる。

図５は、制御装置１２が行なう電動ポンプ４の制御の処理構造を示すフローチャートである。

図１、図５を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ３１において制御装置１２は、センサ１６からインバータ８の温度が反映された温度Ｔｉを取得し、センサ１４からモータ１０の温度が反映された温度Ｔｍを取得する。

そしてステップＳ３２において、制御装置１２は、温度Ｔｉが所定のしきい値温度Ｔｔｈ５以上であるか否かを判断する。ステップＳ３２においてＴｉ≧Ｔｔｈ５が成立した場合にはステップＳ３５に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ３３に処理が進む。

そしてステップＳ３３において、制御装置１２は、温度Ｔｍが所定のしきい値温度Ｔｔｈ６以上であるか否かを判断する。ステップＳ３３においてＴｍ≧Ｔｔｈ６が成立した場合にはステップＳ３５に処理が進み、成立しない場合にはステップＳ３４に処理が進む。

ステップＳ３４においては、制御装置１２は電動ポンプ４を停止させ、循環する冷却水が循環しないようにしてインバータ８およびモータ１０の昇温をさせ、ラジエータ２において冷却水からの放熱が起こらないようにする。これにより、極低温時においてモータ１０およびインバータ８を昇温させる場合の時間が短縮される。

したがって、極低温においてモータ１０が高い逆起電圧を発生して耐圧の低い状態のインバータ８に印加されてしまうことを避けることができる。

ステップＳ３５では、モータ１０およびインバータ８の温度が高い状態であるので、制御装置１２は電動ポンプ４を運転して冷却水の循環によりモータ１０およびインバータ８が行なわれるようにする。

以上のように電動ポンプ４を間欠制御することにより、さらにさまざまな周囲環境や車両運転状態において、モータ１０やインバータ８の温度の上限値および下限値を管理することができるようになる。

なお図２〜図５に示した各制御は、単独で用いることもできるが組合せて用いることによりいっそう好適にモータ１０やインバータ８の温度管理が可能となる。

図６は、実施の形態１においてモータ１０およびインバータ８の管理される温度範囲を従来と対比して示した図である。

図６を参照して、従来の場合は、使用温度範囲Ｗ０は温度Ｔ０〜Ｔ２の範囲でありモータの逆起電圧は波形Ｋ３に示すようにＶｍｉｎ〜Ｖｍｍａｘ０の範囲であった。これに対して一番条件の厳しい極低温での逆起電圧がＶｍｍａｘ０に対してマージンを確保した波形Ｋ１に示す耐圧特性Ｖｐｍｉｎ０〜Ｖｐｍａｘ０のパワーコントロールユニットを使用する必要があった。しかしながら、温度範囲Ｔ１〜Ｔ２についてみればパワーコントロールユニットの耐圧はモータ逆起電圧特性に対して過剰品質であるともいえる。

これに対して、本実施の形態によれば使用温度範囲Ｗ１はＴ１〜Ｔ２の範囲まで狭くなるので、波形Ｋ２に示す耐圧特性のパワーコントロールユニットを使用することが可能となる。波形Ｋ２に示す耐圧特性のパワーコントロールユニットでは、温度Ｔ１においてモータ逆起電圧Ｖｍｍａｘ１に対してマージンが確保された耐圧Ｖｐｍｉｎ１であればよいので、波形Ｋ１に示すパワーコントロールユニットよりもコストを低減することができる。

［実施の形態２］
図７は、モータとエンジンを併用するハイブリッド車両についての冷却装置の検討例を示した図である。

図７を参照して、ハイブリッド車両２００は、エンジン側冷却装置とハイブリッドユニット側冷却装置とが別々に設けられている。

エンジン側冷却装置は、エンジンの回転によって駆動される機械式のポンプ１０８と、エンジン内に設けられた冷却水通路１１６，１１０と、ラジエータ１０４と、ラジエータ１０４に冷却水を循環させるための冷却水通路１１２，１１４と、冷却水温度に応じて冷却水の循環経路の切換を行なうサーモスタット弁１０６とを含む。

冷却水が所定温度より低温であれば、実線の矢印に示すようにエンジン内に設けられた冷却水通路１１６，１１０とポンプ１０８との間で冷却水の循環が行なわれるようにサーモスタット弁１０６が流路選択を行なう。

冷却水温度が上昇するに従ってサーモスタット弁内部の開度が変化する。冷却水温度が充分に上昇した後は、破線の矢印に示すようにポンプ１０８から冷却水通路１１０、１１２を経てラジエータ１０４に至り冷却水通路１１４、１１６を経てポンプ１０８に戻るようにサーモスタット弁１０６が流路選択を行なう。

ハイブリッドユニット側冷却装置は、電動式のポンプ１２６と、冷却水から放熱を行なうためのラジエータ１２４と、車輪を駆動するモータ１２８およびモータ１２８を駆動するインバータ１２２に対して冷却水を循環させるための冷却水通路１３０，１３２，１３４，１３６とを含む。

ハイブリッドユニット側冷却装置は冷却水が高温時であっても低温時であってもポンプ１２６からモータ１２８、インバータ１２２、ラジエータ１２４を順に経てポンプ１２６に戻るように冷却水が循環される。

図８は、実施の形態２のハイブリッド車両３００に搭載される冷却装置を示した図である。

図８を参照して、ハイブリッド車両３００は、エンジン側冷却装置とハイブリッドユニット側冷却装置とが冷却水通路３３８，３３９によって接続されている。

エンジン側冷却装置は、エンジン３０２の回転によって駆動される機械式のポンプ３０８と、エンジン内に設けられた冷却水通路３１６，３１０と、ラジエータ３０４と、ラジエータ３０４に冷却水を循環させるための冷却水通路３１２，３１４と、切換バルブ３０６，３０７とを含む。

ハイブリッドユニット側冷却装置は、電動式のポンプ３２６と、冷却水から放熱を行なうためのラジエータ３２４と、車輪を駆動するモータ３２８およびモータ３２８を駆動するインバータ３２２に対して冷却水を循環させるための冷却水通路３３０，３３２，３３３，３３４，３３５，３３６，３３７とを含む。

切換バルブ３０６，３０７，３２７，３２９は、たとえばサーモスタットバルブ等の温度センサ付切換バルブである。

冷却水の温度が所定温度より低い場合には、エンジン側冷却装置は、ラジエータ３０４を循環経路から切離し、ハイブリッドユニット側冷却装置はラジエータ３２４を循環経路から切離し、実線の矢印に示すように冷却水が循環するように切換バルブ３０６，３０７，３２７，３２９は流路選択を行なう。これにより、エンジン３０２で温められた冷却水が冷却水通路３３８を通過してモータ３２８およびインバータ３２２を暖める。

これにより極低温時においては速やかにモータ３２８およびインバータ３２２の温度を昇温させることが可能となる。

冷却水温度が上昇して充分な温度に至ると、エンジン側冷却装置とハイブリッドユニット側冷却装置とは切離され、破線の矢印に示すように、ラジエータ３０４によってエンジン３０２が冷却され、ラジエータ３２４によってモータ３２８およびインバータ３２２が冷却されるように、切換バルブ３０６，３０７，３２７，３２９は流路選択を行なう。

すなわち、実施の形態２の冷却装置は、車両に搭載される冷却装置であって、車両は、エンジン３０２と、エンジン３０２と併用されて車輪を駆動するモータ３２８と、モータ３２８を駆動するインバータ３２２とを含む。冷却装置は、冷却水を通過させインバータ３２２を冷却するＰＣＵ冷却流路と、冷却水を通過させエンジン３０２を冷却する機関冷却流路と、ＰＣＵ冷却流路、機関冷却流路にそれぞれ対応して設けられるラジエータ３０４，３２４と、ＰＣＵ冷却流路とラジエータ３０４を含むエンジン側の循環系と機関冷却流路とラジエータ３２４を含むハイブリッドユニット側の循環系とを接続する接続部とを含む。接続部は、冷却水の温度が所定温度より低いときはラジエータ３０４，３２４を経由せずに機関冷却流路とＰＣＵ冷却流路との間で冷却水が循環するように構成される。

好ましくは、接続部は、機関冷却流路からＰＣＵ冷却流路に冷却水を導く冷却水通路３３８と、冷却水の温度に応じてラジエータ３０４と冷却水通路３３８との冷却水の分流割合を変化させる切換バルブ３０６と、ＰＣＵ冷却流路から機関冷却流路に冷却水を導く冷却水通路３３８と、冷却水の温度に応じてラジエータ３２４と冷却水通路３３８との冷却水の分流割合を変化させる切換バルブ３２７とを含む。

なお、図８において切換バルブ３０６，３０７，３２７，３２９は温度センサ付バルブである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば、図１に示したように制御装置が温度センサの出力に応じてバルブの切換制御を行なうようにしても良い。

このようにすることにより、ハイブリッド車両においてもモータ３２８やインバータ３２２の温度の上限値だけでなく下限値も管理することができるようになる。

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て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。

冷却装置が搭載される車両１００の構成を示す概略図である。 制御装置１２が行なう切換バルブＶ１，Ｖ２の制御の処理構造を示すフローチャートである。 制御装置１２が行なう切換バルブＶ３、Ｖ４の制御の処理構造を示すフローチャートである。 制御装置１２が行なう切換バルブＶ５、Ｖ６の制御の処理構造を示すフローチャートである。 制御装置１２が行なう電動ポンプ４の制御の処理構造を示すフローチャートである。 実施の形態１においてモータ１０およびインバータ８の管理される温度範囲を従来と対比して示した図である。 モータとエンジンを併用するハイブリッド車両についての冷却装置の検討例を示した図である。 実施の形態２のハイブリッド車両３００に搭載される冷却装置を示した図である。

符号の説明

２，１０４，１２４，３０４，３２４ ラジエータ、４ 電動ポンプ、８，１２２，３２２ インバータ、１０，１２８，３２８ モータ、１２ 制御装置、１４，１６ センサ、１００ 車両、１０６ サーモスタット弁、１０８，１２６，３０８，３２６ ポンプ、１１２，１１４，１１６，１１０，１３０，１３２，１３４，１３６，３１２，３１４，３１６，３１０，３３０，３３２〜３３９ 冷却水通路、２００，３００ ハイブリッド車両、３０２ エンジン、３０６，３０７，３２７，３２９，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６ 切換バルブ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ バイパス通路。

Claims (10)

1. 車両に搭載される冷却装置であって、
   前記車両は、
   車輪を駆動するモータと、
   前記モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含み、
   前記冷却装置は、
   冷却媒体を通過させ、前記パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、
   前記ＰＣＵ冷却流路に並列に設けられる第１のバイパス流路と、
   前記ＰＣＵ冷却流路と前記第１のバイパス流路とに前記冷却媒体を流す割合を変更する第１の弁と、
   前記ＰＣＵ冷却流路内または前記第１のバイパス流路内の前記冷却媒体を流動させるポンプとを備える、冷却装置。
2. 前記冷却装置は、
   前記パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサの出力に応じて前記第１の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記パワーコントロールユニットの温度が第１のしきい値よりも低い場合には、前記第１の弁に対して前記ＰＣＵ冷却流路内の前記冷却媒体を流動させないように流路選択を行なわせる、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記冷却装置は、
   前記冷却媒体を循環させる経路上において前記ＰＣＵ冷却流路と直列に設けられ、前記冷却媒体を通過させ、前記モータを冷却するモータ冷却流路と、
   前記モータ冷却流路に並列に設けられる第２のバイパス流路と、
   前記モータ冷却流路と前記第２のバイパス流路とに前記冷却媒体を流す割合を変更する第２の弁とをさらに備える、請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記冷却装置は、
   前記モータの温度を検知する第２の温度センサと、
   前記第２の温度センサの出力に応じて前記第２の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記モータの温度が第２のしきい値よりも低い場合には、前記第２の弁に対して前記モータ冷却流路内の前記冷却媒体を流動させないように流路選択を行なわせる、請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記冷却装置は、
   前記冷却媒体を循環させる経路上において前記ＰＣＵ冷却流路および前記モータ冷却流路と直列に設けられ、前記冷却媒体を通過させて放熱させるラジエータと、
   前記ラジエータに並列に設けられる第３のバイパス流路と、
   前記ラジエータと前記第３のバイパス流路とに前記冷却媒体を流す割合を変更する第３の弁とをさらに備える、請求項３に記載の冷却装置。
6. 前記冷却装置は、
   前記パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、
   前記モータの温度を検知する第２の温度センサと、
   前記第１または第２の温度センサの出力に応じて前記第３の弁に対して流路の選択指示を行なう制御装置とをさらに備える、請求項５に記載の冷却装置。
7. 車両に搭載される冷却装置であって、
   前記車両は、
   車輪を駆動するモータと、
   前記モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含み、
   前記冷却装置は、
   冷却媒体を通過させ、前記パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、
   前記パワーコントロールユニットの温度を検知する第１の温度センサと、
   前記ＰＣＵ冷却流路内の前記冷却媒体を流動させるポンプと、
   前記ポンプの制御を行なう制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記第１の温度センサの検知した温度が第１のしきい値よりも低い場合には前記ポンプの運転を停止させる、冷却装置。
8. 前記冷却装置は、
   前記モータの温度を検知する第２の温度センサと、
   前記ＰＣＵ冷却流路と直列に接続され、前記冷却媒体を通過させ、前記モータを冷却するモータ冷却通路とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記第２の温度センサの検知した温度が第２のしきい値よりも低い場合には前記ポンプの運転を停止させる、請求項７に記載の冷却装置。
9. 車両に搭載される冷却装置であって、
   前記車両は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関と併用されて車輪を駆動するモータと、
   前記モータを駆動するパワーコントロールユニットとを含み、
   前記冷却装置は、
   冷却媒体を通過させ、前記パワーコントロールユニットを冷却するＰＣＵ冷却流路と、
   前記冷却媒体を通過させ、前記内燃機関を冷却する機関冷却流路と、
   前記ＰＣＵ冷却流路、前記機関冷却流路にそれぞれ対応して設けられる第１、第２のラジエータと、
   前記ＰＣＵ冷却流路と前記第１のラジエータを含む第１の循環系と前記機関冷却流路と前記第２のラジエータを含む第２の循環系とを接続する接続部とを備え、
   前記接続部は、前記冷却媒体の温度が所定温度より低いときは前記第１、第２のラジエータを経由せずに前記機関冷却流路と前記ＰＣＵ冷却流路との間で前記冷却媒体が循環するように構成される、冷却装置。
10. 前記接続部は、
    前記機関冷却流路から前記ＰＣＵ冷却流路に前記冷却媒体を導く第１の連通路と、
    前記冷却媒体の温度に応じて前記第１のラジエータと前記第１の連通路との前記冷却媒体の分流割合を変化させる第１の弁と、
    前記ＰＣＵ冷却流路から前記機関冷却流路に前記冷却媒体を導く第２の連通路と、
    前記冷却媒体の温度に応じて前記第２のラジエータと前記第２の連通路との前記冷却媒体の分流割合を変化させる第２の弁とを含む、請求項９に記載の冷却装置。

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