JP2008128809A - 試験用温度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン試験室内に設けられたハイブリッドエンジンの試験において、インバータ２及びモータ３の温度を調整できる温度試験用温度調整装置を提供する。
【解決手段】エンジン試験室１００内に、試験用温度調整装置１、インバータ２、モータ３、及びエンジン４等が設けられる。試験用温度調整装置１は、第１循環装置７、第２循環装置８、熱交換器９、コントローラ１０を備える。第１循環装置７は、第１圧送ポンプ１３、電気ヒータ１４、温度検出センサ１５を備え、第２循環装置８は、第２圧送ポンプ１８、バイパス制御弁１９、主制御弁２０を備える。コントローラ１０は、温度検出センサ１５で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づき、電気ヒータ１４、バイパス制御弁１９、主制御弁２０を制御し、目標温度と略等しい温度の熱交換媒体をインバータ２及びモータ３に供給することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置に関する。

近年、原動機としてエンジン（内燃機関）とモータとを併用し、いずれか一方或いは双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車が知られている。また、このようなハイブリッド車のモータは、バッテリ（充電器）より供給された直流電流がインバータにより変換された交流電流を用いることで駆動し得る。

さて、ハイブリッド車に関しても、原動機としてエンジンのみを有する車両と同様に、様々な条件を想定した性能評価試験が行われる。このような性能評価試験では、車両の使用される温度環境における原動機性能を確認するべく、例えば、寒冷地を想定してエンジンを冷却する等、エンジンの温度調整が行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２７４５９８号公報

しかしながら、インバータ及びモータに関しては、エンジンになされるような温度調整は行われず、エンジン側の温度設定の１条件である周囲環境温度として温度調整された試験室空気を吹付ける送風機による冷却が行われているに過ぎない。そのため、インバータ及びモータの速やかな、かつ実際に即した温度調整を実現することができず、さらに、所望する温度に任意に調整することができない。また仮に、所望する温度に近づけることができたとしても、その温度を高精度で保つことは非常に困難である。加えて、広範囲（例えば、−１０℃〜７５℃）での冷却水を含めた温度調整は事実上不可能である。そのため、エンジンの温度を適宜調整したとしても、インバータ及びモータの温度についてはエンジンに追従できず、現実の環境を想定した試験となり得ない。結果として、充実した性能評価試験を行えないことが懸念される。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンの試験を実施するに際し、インバータ及びモータの温度を広範囲に、かつ高精度で調整でき、ひいてはより現実に即した充実した試験を実現可能な温度試験用温度調整装置を提供することにある。

以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する循環装置と、
前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
前記循環装置は、
熱交換媒体を循環させるためのポンプ手段と、
熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
熱交換媒体を冷却する冷却手段と、
前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記冷却手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。

手段１によれば、試験用温度調整装置は、インバータ及びモータに熱交換媒体を循環供給する循環装置と、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備えている。また、上記循環装置は、ポンプ手段、加熱手段、及び冷却手段を備えており、当該ポンプ手段により、インバータ及びモータに熱交換媒体を循環供給することができる。さらに、加熱手段及び冷却手段により、熱交換媒体の温度を低温から高温までの広範囲に、かつ速やかに調整することができ、インバータ及びモータの温度に関しても広範囲に、かつ速やかに調整することが可能となる。

また、制御手段によって、インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度と予め設定された目標温度とに基づいて、加熱手段及び冷却手段が制御される。これにより、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を目標温度と略等しい温度にすることでき、ひいてはインバータ及びモータの温度を所望する目標温度と略等しい温度に調整することができる。その結果、より充実した性能評価試験を行うことができる。

手段２．エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する第１循環装置と、
前記第１循環装置とは別に、冷却用の熱交換媒体を循環させる第２循環装置と、
前記第１循環装置を循環する熱交換媒体、及び、前記第２循環装置を循環する冷却用の熱交換媒体の間で熱交換を行うための熱交換器と、
前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
前記第１循環装置は、
熱交換媒体を循環させるための第１ポンプ手段と、
熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記第２循環装置は、
冷却用の熱交換媒体を循環させるための第２ポンプ手段と、
前記熱交換器に流入される冷却用の熱交換媒体の流量を調節する流量調節手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記流量調節手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。

手段２によれば、試験用温度調整装置は、第１循環装置と、前記熱交換器に冷却用の熱交換媒体を循環供給する第２循環装置と、前記第２循環装置を循環する冷却用の熱交換媒体により前記第１循環装置を循環する熱交換媒体を冷却する熱交換器と、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備えている。

ここで、第１循環装置は、ポンプ手段及び加熱手段を備えており、当該ポンプ手段により、インバータ及びモータに熱交換媒体を循環供給することができる。さらに、加熱手段及び熱交換器により、熱交換媒体の温度を低温から高温までの広範囲に、かつ速やかに調整することができ、インバータ及びモータの温度に関しても広範囲に、かつ速やかに調整することが可能となる。

また、第２循環装置は、第２ポンプ手段及び流量調整手段を備える。当該第２ポンプ手段により、熱交換器に冷却用の熱交換媒体を循環供給することができる。加えて、流量調節手段により、熱交換器に循環供給される冷却用の熱交換媒体の流量が調節され、ひいては熱交換器による第１循環装置を循環する熱交換媒体の冷却程度が調節される。

さらに、熱交換器は、第１循環装置を循環する熱交換媒体と、第２循環装置を循環する冷却用の熱交換媒体との間で熱交換を行い、第１循環装置を循環する熱交換媒体を冷却することができる。また、熱交換器により熱交換媒体を間接的に冷却できるため、第１循環装置に冷却手段を設け、これにより直接冷却する場合と比較して、冷却用の熱交換媒体は他の別用途冷却系統と共通に用いることが可能、つまりこの場合の冷却手段は大型化が可能であり、冷却用の熱交換媒体の量を確保できるので、立ち上がりの際（試験初期）の大きな温度変化に対して流量を増大することで対応でき、ひいては試験用温度調整装置の安定的な稼動を図ることができる。加えて、第１循環装置と第２循環装置とで、それぞれ異なる熱交換媒体を循環させることができる。その結果、例えば、第１循環装置には、比較的高温から比較的低温まで広い温度範囲で利用できる熱交換媒体を循環させ、一方、第２循環装置には、凍結温度が比較的低温であり、冷却に適した熱交換媒体を循環させることができる。これによっても冷却側の温度調整能力が大きく余力があり、急激な負荷変動に対応しやすい。

また、制御手段により、インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度と予め設定された目標温度とに基づいて、加熱手段及び流量調節手段が制御される。これにより、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を目標温度と略等しい温度にすることでき、ひいてはインバータ及びモータの温度を所望する目標温度と略等しい温度に調整することができる。その結果、より充実した性能評価試験を行うことができる。

尚、手段２の試験用温度調整装置は、熱交換器に対して冷却用の熱交換媒体を供給することができる冷却手段（例えば、冷凍機等）を確保可能なエンジン試験室（例えば、低温試験室等）内において好適に用いられる。

手段３．エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する第１循環装置と、
熱交換媒体を循環させる第２循環装置と、
前記第１循環装置及び前記第２循環装置が接続され、前記第１循環装置を循環する熱交換媒体、及び、前記第２循環装置を循環する熱交換媒体を混合することで熱交換を行う混合回路と、
前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
前記第１循環装置は、
熱交換媒体を循環させるための第１ポンプ手段と、
熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記第２循環装置は、
熱交換媒体を循環させるための第２ポンプ手段と、
熱交換媒体を冷却する冷却手段とを備え、
前記混合回路は、両熱交換媒体の混合流量を調節する流量調節手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記流量調節手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。

手段３によれば、試験用温度調整装置は、第１循環装置と、冷却手段により冷却された熱交換媒体を混合回路に供給する第２循環装置と、前記第２循環装置から供給された比較的低温の熱交換媒体及び前記第１循環装置を循環する熱交換媒体を混合することで、第１循環装置を循環する熱交換媒体の冷却を行う混合回路と、インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備えている。

ここで、第１循環装置は、ポンプ手段及び加熱手段を備えており、当該ポンプ手段により、インバータ及びモータに熱交換媒体を循環供給することができる。さらに、加熱手段及び混合回路により、熱交換媒体の温度を低温から高温までの広範囲に、かつ速やかに調整することができ、インバータ及びモータの温度に関しても広範囲に、かつ速やかに調整することが可能となる。

また、第２循環装置は、第２ポンプ手段及び冷却手段を備える。当該第２ポンプ手段により、冷却手段を経て冷却された熱交換媒体を混合回路に循環供給することができる。

さらに、混合回路は、第１循環装置を循環する熱交換媒体と、第２循環装置を循環する比較的低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、第１循環装置を循環する熱交換媒体を冷却することができる。加えて、混合回路は、第１循環装置を循環する熱交換媒体と、第２循環装置を循環する熱交換媒体との各混合流量を調節する流量調節手段を備える。当該流量調節手段により、混合回路による第１循環装置を循環する熱交換媒体の冷却程度が調節される。また、混合回路により熱交換が行われることから、効率良く熱交換でき、より速やかな温度調整が可能となる。また、熱交換媒体が一種で温度調整が可能なので、単純なシステムを組むことができ、メンテナンスが楽である。

また、制御手段により、インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度と予め設定された目標温度とに基づいて、加熱手段及び流量調節手段が制御される。これにより、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を目標温度と略等しい温度にすることでき、ひいてはインバータ及びモータの温度を所望する目標温度と略等しい温度に調整することができる。その結果、より充実した性能評価試験を行うことができる。

尚、手段３の試験用温度調整装置は、冷却手段（例えば、冷凍機等）を具備するものである。従って、冷却手段に対し工場や研究施設においてありふれて存在する熱交換媒体（例えば、冷却塔で外気と熱交換するだけの冷却水）を供給できさえすれば、冷却手段が設置されていないエンジン試験室内であっても適用することができる。

手段４．手段３に記載の試験用温度調整装置において、前記第２循環装置は、前記冷却手段に流入される熱交換媒体を加熱する第２加熱手段と、前記冷却手段から流出する熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段とを備え、
さらに、前記第２温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記第２加熱手段を制御する負荷制御手段を設けたことを特徴とする試験用温度調整装置。

手段３に記載の冷却手段は、例えば、冷凍機であり、一般的な冷凍機は、予め設定された設定値以下の温度の熱交換媒体が流入された場合には、熱交換媒体の過剰冷却を防止するためにその稼動（圧縮機の運転）が停止される機能を有する。逆に、当該機能が発揮されてしまうと、冷却手段が停止し、インバータ及びモータを所望する目標温度に調整できないおそれがある。

この点、手段４によれば、第２循環装置は、第２加熱手段と、第２温度検出手段とを備える。そして、負荷制御手段が、第２温度検出手段により検出された冷却手段から流出する熱交換媒体の温度に基づき第２加熱手段を制御する。ここで、検出された温度が、例えば、冷却手段に予め設定された設定値以下の温度である場合には、負荷制御手段は第２加熱手段を制御し、冷却手段に流入される熱交換媒体を加熱する。当該制御により、冷却手段に設定値以下の温度の熱交換媒体が流入されることを防止でき、熱交換媒体の過剰冷却を防止するための機能を有する一般的な冷凍機を冷却手段として用いた場合でも、冷却手段の継続稼動を維持（つまり圧縮機運転による冷凍サイクルを維持）できる。その結果、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体の温度を安定的に保つことができ、ひいては、インバータ及びモータの温度を安定的に保つことができる。

手段５．手段１乃至４のいずれかに記載の試験用温度調整装置において、熱交換媒体が前記インバータに設けられた熱交換媒体用流路に及ぼす圧力を一定数値以下に抑制する圧力制御手段を設けたことを特徴とする試験用温度調整装置。

インバータ及びモータに循環供給される熱交換媒体は、ポンプ手段により圧送されているため、熱交換媒体はその流路に対して所定の圧力を及ぼすこととなる。ここで、電装品であるインバータは一般的に圧力に対し弱く、高圧の熱交換媒体がインバータに設けられた熱交換媒体用流路（以下、インバータ用流路という）に流入されることで、インバータの破損を招いてしまうことが懸念される。この点、手段５によれば、圧力制御手段を設けることで、インバータ用流路に流入される熱交換媒体が当該流路に及ぼす圧力を一定数値以下に抑制することができる。これにより、インバータの破損防止を図ることができる。

手段６．手段５に記載の試験用温度調整装置において、前記圧力制御手段は、熱交換媒体が前記インバータに供給される直前の部位及びその近傍にある所定の高さに位置させるよう設けられた開放タンクであることを特徴とする試験用温度調整装置。

手段６によれば、圧力制御手段がある所定の高さに位置させるような開放タンクであるため、直感的に設定しやすい比較的簡易な構成で手段５と同様の作用効果を奏し得る。加えて、開放タンクとインバータとの距離がある場合と比較して、圧力制御手段下流側における圧力変動等の悪影響を防止することができる。

手段７．手段１乃至６のいずれかに記載の試験用温度調整装置であって、前記制御手段による制御は、フィードバック制御であることを特徴とする試験用温度調整装置。

上記手段７によれば、制御手段による制御はフィードバック制御であるため、インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度と目標温度とに差異が生じても、ただちにフィードバックされて適切に修正することができる。これにより、インバータ及びモータに供給される熱交換媒体を、所望する目標温度と略等しい温度に保つことができる。結果として、インバータ及びモータの温度を高精度で調整することができる。

以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、エンジン試験室１００内における、試験用温度調整装置１、インバータ２、モータ３、及びエンジン４等の概略構成を示す説明図である。本実施形態では、エンジン４は、試験用温度調整装置１とは別の装置によって温度調整がなされるものである。そのため、ここでは、インバータ２及びモータ３の温度を調整するための試験用温度調整装置１を中心に説明する。尚、インバータ２は、図示しないバッテリー（充電器）等から供給される電力を調整して、モータ３に駆動電力として供給する。モータ３は、インバータ２から供給される駆動電力に基づいて回転駆動する。また、本実施形態では、エンジン試験室１００内には、既存の冷凍機２２が設置されているものとする。あるいは、エンジン試験室１００とは異なる室に既存の冷凍機２２が設置され、かつ当該冷凍機２２から冷却用のブラインがエンジン試験室１００のみならず他の系統にも供給可能となっており、当該エンジン試験室１００には冷却用のブラインの給還水用のタッピングが備えられている構成としてもよい。

インバータ２には、インバータ用流路５が設けられている。当該インバータ用流路５を熱交換媒体であるブラインが流れることによって、インバータ２内部が加熱されたり、冷却されたりする。また、モータ３には、モータ用流路６が設けられている。当該モータ用流路６をブラインが流れることによって、モータ３内部が加熱されたり、冷却されたりする。これらインバータ用流路５及びモータ用流路６は直列に接続されており、ブラインはまずインバータ用流路５へと流入され、次いでモータ用流路６へと流入される。ブラインとしては、例えば、実際の車載用ブライン等が用いられる。

さて、試験用温度調整装置１は、第１循環装置７と、第２循環装置８と、熱交換器９と、コントローラ１０とを備える。

第１循環装置７は、第１送り側流路１１と、第１還り側流路１２と、第１圧送ポンプ１３と、電気ヒータ１４と、温度検出センサ１５とを備える。

第１送り側流路１１は、熱交換器９とインバータ用流路５との間を接続する経路であり、ブラインをインバータ用流路５の方へと供給するためのものである。一方、第１還り側流路１２は、モータ用流路６と熱交換器９との間を接続する経路であり、モータ用流路６から流出するブラインを熱交換器９に還すためのものである。第１圧送ポンプ１３は、上記第１還り側流路１２に設けられ、当該第１圧送ポンプ１３の作動に伴いブラインが循環する。電気ヒータ１４は、第１送り側流路１１に設けられ、流路内を通過するブラインを加熱するものである。当該電気ヒータ１４には、サイリスタ回路が組み込まれ、発生させる熱量を連続的に変化させることができるとともに、ブラインの温度を所定の短時間で比較的高温（本実施形態では、７５℃）にできるよう加熱能力を有している。温度検出センサ１５は、ブラインがインバータ用流路５に流入される直前の部位に設けられ、当該部位におけるブラインの温度を検出するものである。かかる構成下、第１循環装置７において、ブラインは、熱交換器９から流出され、第１送り側流路１１を通って、インバータ用流路５、モータ用流路６の順に通過し、さらに第１還り側流路１２を通って、熱交換器９に還るよう循環し得るようになっている（図中の白抜き矢印の方向）。

第２循環装置８は、第２送り側流路１６と、第２還り側流路１７と、第２圧送ポンプ１８と、バイパス制御弁１９と、主制御弁２０とを備える。また、第２送り側流路１５と、第２還り側流路１６との間を接続するバイパス流路２１が設けられる。

さらに、エンジン試験室１００内に冷凍機２２が設置されている点については既述したが、当該冷凍機２２は、冷却手段を構成するものであって、前記第１循環装置７のブラインとは異なる冷却用ブラインを冷却可能であり、流入口及び流出口を具備している。ブラインとしては、例えば、蟻酸カリウムやエチレングリコール等が用いられる。

前記第２送り側流路１６は、前記冷凍機２２の流出口と熱交換器９との間を接続する経路であり、熱交換器９に冷却用のブラインを供給するためのものである。一方、第２還り側流路１７は、熱交換器９と冷凍機２２の流入口との間を接続する経路であり、冷凍機２２に対し、熱交換器９を経た冷却用のブラインを還すためのものである。第２圧送ポンプ１８は、第２送り側流路１６に設けられ、第２圧送ポンプ１８の作動に伴いブラインが循環する。バイパス制御弁１９は、前記バイパス流路２１に設けられ、当該バイパス流路２１を経て前記第２送り側流路１６に流入されるブラインの量を連続的に調節できるようになっている。主制御弁２０は、第２送り側流路１７及びバイパス流路２１の接続部位と第２圧送ポンプ１８との間に設けられ、熱交換器９の方へと供給される冷却用のブラインの量を連続的に調節できるようになっている。かかる構成下、冷却用のブラインは、熱交換器９から、第２還り側流路１７を通り、冷凍機２２及び又はバイパス流路２１を経て、第２送り側流路１６を通り、熱交換器９に戻るよう循環し得るようになっている（図中の白抜き矢印の方向）。

熱交換器９は、第１循環装置７側を流れるブラインと、第２循環装置８側を流れる冷却用のブラインとの間で熱交換を行うものである。すなわち、第２循環装置８側を流れるブラインによって第１循環装置７側を流れるブラインが冷却され、第１循環装置７側を流れるブラインによって第２循環装置８側を流れるブラインが加熱されることで熱交換が行われる。また、熱交換器９は、第１循環装置７を流れるブラインが寒冷地に匹敵するような低温（本実施形態では、−１０℃）まで速やかに冷却することができるよう十分な冷却能力を有している。

コントローラ１０は、電子調節計やシーケンサにより具現化されている。そして、温度検出センサ１５によって検出されたインバータ用流路５に流入される直前のブラインの温度と予め設定されたインバータ２及びモータ３の目標温度とに基づいて、電気ヒータ１４、バイパス制御弁１９、及び主制御弁２０を自動的にフィードバック制御する。また、コントローラ１０は、目標温度と実際のインバータ２及びモータ３の温度との温度差が一定範囲内（本実施形態では、プラスマイナス２℃以内）に収まるように制御を行う。

尚、インバータ２は、電装品であるため圧力に弱く、一定以上の圧力（本実施形態では、４０ｋＰａ以上）が加わると破損するおそれがある。そこで、本実施形態では、インバータ用流路５にブラインが流入される直前の部位に対応して圧力制御手段としての開放タンク２３が設けられている。当該開放タンク２３は、第１循環装置７から所定の高さ位置（本実施形態では、３ｍの高さ）に配置される。

このように構成された試験用温度調整装置１おいては、ハイブリッドエンジンのインバータ２及びモータ３の温度調整を行うことができるようになっている。そこで次に、インバータ２及びモータ３の温度調整においてなされる試験用温度調整装置１の動作について説明する。

図示しない電源装置が起動されることで、第１圧送ポンプ１３、電気ヒータ１４、第２圧送ポンプ１８に電力供給がなされる。これにより、それぞれ起動状態とされ、ブラインが流路内を循環する。

そして、作業者が、インバータ２及びモータ３の目標温度をコントローラ１０に入力する。尚、インバータ２及びモータ３の目標温度は、事前に入力されていてもよい。コントローラ１０は、入力された目標温度と温度検出センサ１５によって検出されたブラインの温度とを比較して、ブラインの加熱制御或いは冷却制御を行う。

ここで、ブラインの加熱制御は、目標温度に対して実際のブラインの温度（「実ブライン温度」という）が低い場合に行われる。このとき、コントローラ１０は、インバータ用流路５及びモータ用流路６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、電気ヒータ１４の発熱量を増大させる一方で、バイパス制御弁１９及び主制御弁２０を制御し、熱交換器９への冷却用のブラインの流入量を低減させる。

一方、ブラインの冷却制御は、実ブライン温度が目標温度以上の場合に行われる。このとき、コントローラ１０は、インバータ用流路５及びモータ用流路６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、電気ヒータ１４の発熱量を低減させる。また、バイパス制御弁１９及び主制御弁２０を制御し、熱交換器９への冷却用のブラインの流入量を増大させる。

さらに、温度検出センサ１５によって検出されたブラインの温度情報は、コントローラ１０に随時フィードバックされる。そして、その都度、インバータ用流路５及びモータ用流路６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、電気ヒータ１４、バイパス制御弁１９、主制御弁２０に対して必要な制御が行われ、ブラインの加熱制御や冷却制御がなされる。

以上詳述したように、本実施形態の試験用温度調整装置１によれば、インバータ用流路５及びモータ用流路６に流入されるブラインの温度を目標温度と略等しい温度に調整することができ、ひいてはインバータ２及びモータ３を所望する目標温度と略等しい温度に調整することができる。特に、本実施形態では、冷却手段としての熱交換器９及び加熱手段としての電気ヒータ１４を備えるため、インバータ２及びモータ３の温度を低温（本実施形態では、−１０℃）から高温（本実施形態では、７５℃）までの広範囲で調整できる。さらに、コントローラ１０は、目標温度と実ブライン温度との温度差が一定範囲内（本実施形態では、プラスマイナス２℃以内）に収まるようにフィードバック制御を行うため、インバータ２及びモータ３の温度の安定化を図ることができ、インバータ２及びモータ３の温度調整を高精度で行うことができる。結果として、より充実したハイブリッドエンジンの性能評価試験を実施することができる。

加えて、開放タンク２３がインバータ用流路５にブラインが流入される直前の部位に設けられており、当該開放タンク２３は第１循環装置７に対し、所定の高さ位置（本実施形態においては、３ｍの高さ）に配置されている。これにより、インバータ用流路５内の圧力を一定数値（本実施形態においては、３０ｋＰａ）以内に抑制することができ、インバータ２の破損防止を図ることができる。加えて、開放タンク２３をインバータ用流路５から距離がある部位に設けた場合等と比較して、開放タンク２３下流側における圧力等の悪影響を防止することができる。

また、熱交換器９により、第１循環装置７を循環するブラインを間接的に冷却しているため、例えば、冷凍機２２によりブラインを直接的に冷却する場合に比べて、冷却用のブラインは他の別用途冷却系統と共通に用いることが可能、つまりこの場合の冷却手段は大型化が可能であり、冷却用のブラインの量が確保できるので、立ち上がりの際（試験初期）の大きな温度変化に対して流量を増大することで対応できる。ひいては、試験用温度調整装置１の安定的な稼動を図ることができる。

尚、本実施形態の試験用温度調整装置１は、熱交換器９に対して冷却用の熱交換媒体を供給することができる冷却手段（本実施形態においては、冷凍機２２）を確保可能なエンジン試験室内において好適に用いられる。
[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態におけるエンジン試験室１０１内の試験用温度調整装置５１、インバータ５２、モータ５３、及びエンジン５４等の概略構成を示す説明図である。本実施形態においても、エンジン５４は、試験用温度調整装置５１とは別の装置によって温度調整がなされるものである。そのため、インバータ５２及びモータ５３の温度を調整するための試験用温度調整装置５１を中心に説明する。尚、本実施形態では、エンジン試験室１０１外には、既存の冷却塔９０が設置されており、エンジン試験室１０１内に冷却水を供給可能とされているものとする。

インバータ５２には、インバータ用流路５５が設けられている。当該インバータ用流路５５を熱交換媒体であるブラインが流れることによって、インバータ５２内部が加熱されたり、冷却されたりする。また、モータ５３には、モータ用流路５６が設けられている。当該モータ用流路５６をブラインが流れることによって、モータ５３内部が加熱されたり、冷却されたりする。これらインバータ用流路５５及びモータ用流路５６は直列に接続されており、ブラインはまずインバータ用流路５５へと流入され、次いで、モータ用流路５６へと流入される。

さて、試験用温度調整装置５１は、第１循環装置５７と、第２循環装置５８と、混合回路５９と、コントローラ６０と、負荷コントローラ６１とを備える。

第１循環装置５７は、第１送り側流路６２と、第１還り側流路６３、第１圧送ポンプ６４と、第１電気ヒータ６５と、第１温度検出センサ６６とを備える。

第１送り側流路６２は、混合回路５９とインバータ用流路５５との間を接続する経路であり、インバータ用流路５５の方へブラインを供給するためのものである。一方、第１還り側流路６３は、モータ用流路５６と混合回路５９との間を接続する経路であり、モータ用流路５６から流出するブラインを混合回路５９に還すためのものである。第１圧送ポンプ６４は、第１送り側流路６２に設けられ、当該第１圧送ポンプ６４の作動に伴いブラインが循環する。第１電気ヒータ６５は、第１送り側流路６２に設けられ、流路内を通過するブラインを加熱するものである。当該第１電気ヒータ６５には、サイリスタ回路が組み込まれ、発熱量を連続的に変化させることができるとともに、ブラインの温度を所定の短時間で比較的高温（本実施形態では、７５℃）にできるよう加熱能力を有している。第１温度検出センサ６６は、ブラインがインバータ用流路５５に流入される直前の部位に設けられ、当該部位におけるブラインの温度を検出するものである。ここで、かかる構成下、ブラインは、混合回路５９から流出され、第１送り側流路６２を通って、インバータ用流路５５、次いでモータ用流路５６の順に通過し、第１還り側流路６３を通って、混合回路５９に還るよう循環し得るようになっている（図中の白抜き矢印の方向）。

第２循環装置５８は、第２送り側流路６７と、第２還り側流路６８と、第２圧送ポンプ６９と、冷凍機７０と、第２電気ヒータ７１と、第２温度検出センサ７２と、開閉制御弁７３とを備える。

第２送り側流路６７は、冷凍機７０と混合回路５９との間を接続する経路であり、混合回路５９へブラインを供給するためのものである。一方、第２還り側流路６８は、混合回路５９と冷凍機７０との間を接続する経路であり、冷凍機７０に対し、混合回路５９を経たブラインを還すためのものである。第２圧送ポンプ６９は、第２還り側流路６８に設けられ、当該第２圧送ポンプ６９の作動に伴いブラインが循環する。冷凍機７０には、冷却水流入路７４と、冷却水流出口７５とが備えられる。ここで、冷却水流入路７４は、冷凍機７０と前記冷却塔９０との間を接続する経路であり、冷却水を冷凍機７０の方へ供給するためのものである。一方、冷却水流出路７５は、前記冷却塔９０と冷凍機７０との間を接続する経路であり、冷却塔９０に対し、冷凍機７０を経た冷却水を還すためのものである。また、冷凍機７０は、第２還り側流路６８から流入されるブラインを冷却するとともに、第２送り側流路６７に冷却されたブラインを流出させることができる。さらに、冷凍機７０は一般的なものであり、予め設定された設定値（以下、動作可能最低温度という）以下の温度のブラインが流入された場合には、ブラインの過剰冷却を防止し、冷凍機自身を保護するためにその稼動を停止する機能（以下、過冷却防止機能という）を有している。第２電気ヒータ７１は、第２還り側流路６８に設けられ、流路内のブラインを加熱するものである。第２温度検出センサ７２は、ブラインが冷凍機７０から流出された直後の部位に設けられ、当該部位のおけるブラインの温度を検出するものである。開閉制御弁７３は、冷却水流入路７４に設けられ、冷凍機７０への冷却水の流入を開放又は遮断することができる。かかる構成下、ブラインは、混合回路５９から流出され、第２還り側流路６８を通って、次いで冷凍機７０を通過し、第２送り側流路６７を通って、混合回路５９に還るよう循環し得るようになっている（図中の白抜き矢印の方向）。

混合回路５９は、第１循環装置５７から流入されるブラインと、第２循環装置５８から流入される比較的低温のブラインとが混合されることで熱交換を行うものである。当該混合回路５９は、第１流路７６、第２流路７７、第３流路７８、及び第４流路７９を備えている。そして、第１流路７６及び第２流路７７、第２流路７７及び第３流路７８、第３流路７８及び第４流路７９、第４流路７９及び第１流路７６がそれぞれ接続されている。また、第１流路７６及び第２流路７７が接続された部位と第１送り側流路６２とが、第２流路７７及び第３流路７８が接続された部位と第１還り側流露６３とが、第３流路７８及び第４流路７９が接続された部位と第２還り側流路６８とが、第４流路７９及び第１流路７６が接続された部位と第２送り側流路６７とがそれぞれ接続されている。ここで、かかる構成下、ブラインは、第１流路７６及び第２流路７７を流れるブラインが混合されて、第１送り側流路６２に流出されるよう流れ、また、第３流路７８及び第４流路７９を流れるブラインが混合されて、第２還り側流路６８に流出されるよう流れる（図中の白抜き矢印の方向）。また、混合回路５９には、第１流路７６と、第２流路７７と、第１送り側流路６２とが接続された部位に主制御弁８０が設けられている。主制御弁８０は、第１流路７６から流入される比較的低温のブラインと、第２流路７７から流入されるブラインとの各混合流量を連続的に調節する。そして、混合されたブラインが第１送り側流路６２に流出される。例えば、第１流路７６から流入されるブラインの混合量を比較的多くするとともに、第２流路７７から流入されるブラインの混合量を比較的少なくした場合、第１送り側流路６２には、比較的低温のブラインが流出される。尚、本実施形態において、主制御弁８０は三方弁により実現されている。また、混合回路５９は、第１送り側流路６２に流出されるブラインが寒冷地に匹敵するような低温（本実施形態では、−１０℃）まで速やかに冷却することができるよう十分な冷却能力を有するよう流量を計算し配管径やバルブＣｖ値を決めている。

コントローラ６０は、電子調節計やシーケンサにより具現化されている。そして、第１温度検出センサ６６によって検出されたインバータ用流路５５流入直前のブラインの温度と予め設定されたインバータ５２及びモータ５３の目標温度とに基づいて、第１電気ヒータ６５及び主制御弁８０を自動的にフィードバック制御する。また、コントローラ６０は、目標温度と実際のインバータ５２及びモータ５３の温度との温度差が一定範囲内（本実施形態では、プラスマイナス２℃以内）に収まるように制御を行う。

さらに、負荷コントローラ６１は、コントローラ６０と同様に、電子調節計やシーケンサにより具現化されている。そして、第２温度検出センサ７２によって検出されたブラインの温度に基づいて、第２電気ヒータ７１を自動的にフィードバック制御する。

尚、本実施形態においても、圧力制御手段としての開放タンク８１がインバータ用流路５５にブラインが流入される直前の部位にある所定の高さに設けられている。当該開放タンク８１は、試験用温度調整装置５１に対し、所定の高さ位置（本実施形態では、３ｍの高さ）に配置される。

このように構成された試験用温度調整装置５１によれば、ハイブリッドエンジンのインバータ５２及びモータ５３の温度を調整できるとともに、冷凍機７０の過冷却防止機能による不具合を防止できるようになっている。そこでまず、インバータ５２及びモータ５３の温度調整においてなされる動作について説明する。

本実施形態において、図示しない電源装置が起動されることで、第１圧送ポンプ６４、第２圧送ポンプ６９、第１電気ヒータ６５、第２電気ヒータ７１、冷凍機７０に電力が供給され、それぞれ起動状態とされる。また、開閉制御弁７３が開となる。これにより、ブライン及び冷却水が流路内を循環する。

そして、作業者が、インバータ５２及びモータ５３の目標温度をコントローラ６０に入力する。尚、インバータ５２及びモータ５３の目標温度が事前に入力されていてもよい。コントローラ６０は、入力された目標温度と第１温度検出センサ６６によって検出されたブラインの温度とを比較して、ブラインの加熱制御或いは冷却制御を行う。

ここで、ブラインの加熱制御は、目標温度に対して実際のブラインの温度（「実ブライン温度」という）が低い場合に行われる。このとき、インバータ用流路５５及びモータ用流路５６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、コントローラ６０は、第１電気ヒータ６５が発生させる熱量を増大させる。また、主制御弁８０を制御し、第１流路７６から流入される比較的低温のブラインの混合量を低減させる。

一方、ブラインの冷却制御は、実ブライン温度が目標温度以上の場合に行われる。このとき、コントローラ６０は、インバータ用流路５５及びモータ用流路５６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、第１電気ヒータ６５が発生させる熱量を低減させる。また、主制御弁８０を制御し、第１流路７６から流入される比較的低温のブラインの混合量を増大させる。

また、温度検出センサ１５によって検出されたブラインの温度情報は、コントローラ６０に随時フィードバックされる。そして、その都度、インバータ用流路５５及びモータ用流路５６に流入されるブラインの温度が目標温度と等しくなるよう、第１電気ヒータ６５及び主制御弁８０に対して必要な制御が行われ、ブラインの加熱制御や冷却制御がなされる。

次に、冷凍機７０の過冷却防止機能が発揮されることを防止するためになされる動作について説明する。

負荷コントローラ６１は、事前に入力された冷凍機７０の動作可能最低温度と第２温度検出センサ７２によって検出されたブラインの温度とを比較して、必要に応じてブラインの加熱制御を行う。

ブラインの加熱制御は、実際のブラインの温度が動作可能最低温度以下の場合に行われる。このとき、負荷コントローラ６１は、冷凍機７０に流入されるブラインの温度が動作可能最低温度より高くなるよう、第２電気ヒータ７１によってブラインを加熱する。

また、第２温度検出センサ７２によって検出されたブラインの温度情報は、負荷コントローラ６１に随時フィードバックされる。そして、その都度、冷凍機７０に流入されるブラインの温度が動作可能最低温度より高くなるよう、第２電気ヒータ７１に対して必要な制御が行われる。これにより、冷凍機７０の過冷却防止機能が発揮されないようになっている。

以上詳述したように、本実施形態の試験用温度調整装置５１によれば、基本的には第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。加えて、本実施形態では、第２温度検出センサ７２によって検出されたブラインの温度が冷凍機７０の動作可能最低温度以下の場合であるには、第２電気ヒータ７１を制御し、冷凍機７０に流入されるブラインを加熱する。従って、冷凍機７０に動作可能最低温度以下の熱交換媒体が流入されることを防止できる。これにより、本実施形態のように、過冷却防止機能を有する一般的な冷凍機を冷凍機７０として用いた場合であっても、冷凍機７０が停止することを防止でき、継続稼動を維持できる。その結果、ブラインの温度を安定的に保つことができ、ひいては、インバータ５２及びモータ５３の温度を安定的に保つことができる。

尚、本実施形態の試験用温度調整装置５１は、冷却手段として冷凍機７０を具備するものである。従って、冷却手段に対し冷却水を供給できさえすれば、冷却手段を確保できないエンジン試験室内であっても適用することができる。
[その他]
上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態において、圧力制御手段として開放タンク２３，８１を設けていたが、開放タンク以外の圧力制御手段を設けてもよい。また、開放タンク２３，８１は、第１循環装置７或いは試験用温度調整装置５１に対し、所定の高さ位置（本実施形態においては、３ｍの高さ）に設けられていたが、当該高さ位置に限定されるものではない。当該高さ位置は、インバータ２，５２の破損防止を図ることができるような高さ位置であれば、適宜変更してもよい。

（ｂ）上記実施形態において、インバータ２，５２及びモータ３，５３の温度は−１０℃から７５℃までの範囲で調整可能とされているが、当該範囲内において温度調整がなされることに限定されるものではない。例えば、−２０℃から９０℃までの範囲で調整可能とされていてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、コントローラ１０，６０は、目標温度と実際のインバータ２，５２及びモータ３，５３の温度との温度差がプラスマイナス２℃以内に収まるように制御しているが、当該温度差については何ら限定されるものではなく、例えば、温度差がプラスマイナス１℃〜３℃以内に収まるように制御するようにしてもよい。

第１実施形態におけるエンジン試験室内の試験用温度調整装置等の概略を示す説明図である。 第２実施形態におけるエンジン試験室内の試験用温度調整装置等の概略を示す説明図である。

符号の説明

１，５１…試験用温度調整装置、２，５２…インバータ、３，５３…モータ、４，５４…エンジン、５，５５…インバータ用流路、６，５６…モータ用流路、７，５７…第１循環装置、８，５８…第２循環装置、９…熱交換器、１０，６０…制御手段としてのコントローラ、１３，６４…第１圧送ポンプ、１４…加熱手段としての電気ヒータ、１５…温度検出手段としての温度検出センサ、１８，６９…第２圧送ポンプ、１９…バイパス制御弁、２０，８０…主制御弁、２３，８１…圧力制御手段としての開放タンク、５９…混合回路、６１…負荷制御手段としての負荷コントローラ、６５…加熱手段としての第１電気ヒータ、６６…温度検出手段としての第１温度検出センサ、７０…冷却手段としての冷凍機、７１…第２加熱手段としての第２電気ヒータ、７２…第２温度検出手段としての第２温度検出センサ、１００，１０１…エンジン試験室。

Claims (7)

1. エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
   前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する循環装置と、
   前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
   前記循環装置は、
   熱交換媒体を循環させるためのポンプ手段と、
   熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
   熱交換媒体を冷却する冷却手段と、
   前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記冷却手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。
2. エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
   前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する第１循環装置と、
   前記第１循環装置とは別に、冷却用の熱交換媒体を循環させる第２循環装置と、
   前記第１循環装置を循環する熱交換媒体、及び、前記第２循環装置を循環する冷却用の熱交換媒体の間で熱交換を行うための熱交換器と、
   前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
   前記第１循環装置は、
   熱交換媒体を循環させるための第１ポンプ手段と、
   熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
   前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記第２循環装置は、
   冷却用の熱交換媒体を循環させるための第２ポンプ手段と、
   前記熱交換器に流入される冷却用の熱交換媒体の流量を調節する流量調節手段とを備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記流量調節手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。
3. エンジン試験室内に設けられたインバータ及びモータを備えるハイブリッドエンジンを種々の温度条件下において試験するための試験用温度調整装置であって、
   前記インバータ及び前記モータに熱交換媒体を循環供給する第１循環装置と、
   熱交換媒体を循環させる第２循環装置と、
   前記第１循環装置及び前記第２循環装置が接続され、前記第１循環装置を循環する熱交換媒体、及び、前記第２循環装置を循環する熱交換媒体を混合することで熱交換を行う混合回路と、
   前記インバータ及び前記モータに供給される熱交換媒体の温度を調整する制御手段とを備え、
   前記第１循環装置は、
   熱交換媒体を循環させるための第１ポンプ手段と、
   熱交換媒体を加熱する加熱手段と、
   前記インバータ及びモータに供給される直前の熱交換媒体の温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記第２循環装置は、
   熱交換媒体を循環させるための第２ポンプ手段と、
   熱交換媒体を冷却する冷却手段とを備え、
   前記混合回路は、両熱交換媒体の混合流量を調節する流量調節手段を備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度と予め設定された目標温度とに基づいて、前記加熱手段及び前記流量調節手段を制御することを特徴とする試験用温度調整装置。
4. 請求項３に記載の試験用温度調整装置において、前記第２循環装置は、前記冷却手段に流入される熱交換媒体を加熱する第２加熱手段と、前記冷却手段から流出する熱交換媒体の温度を検出する第２温度検出手段とを備え、
   さらに、前記第２温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記第２加熱手段を制御する負荷制御手段を設けたことを特徴とする試験用温度調整装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の試験用温度調整装置において、熱交換媒体が前記インバータに設けられた熱交換媒体用流路に及ぼす圧力を一定数値以下に抑制する圧力制御手段を設けたことを特徴とする試験用温度調整装置。
6. 請求項５に記載の試験用温度調整装置において、前記圧力制御手段は、熱交換媒体が前記インバータに供給される直前の部位及びその近傍にある所定高さに位置させるよう設けられた開放タンクであることを特徴とする試験用温度調整装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の試験用温度調整装置において、前記制御手段による制御は、フィードバック制御であることを特徴とする記載の試験用温度調整装置。

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