JP2016097923A

JP2016097923A - 冷却システム

Info

Publication number: JP2016097923A
Application number: JP2014238821A
Authority: JP
Inventors: 譲二松原; Joji Matsubara
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-05-30
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: JP6455097B2

Abstract

【課題】エンジン系及びモータ系の二系統の冷却回路を備えたハイブリッド車両の冷却システムに関し、冷却性能を向上させる。【解決手段】エンジン１１を冷却する第一冷媒が循環する第一回路１０とモータ２１を冷却する第二冷媒が循環する第二回路２０とを具備したハイブリッド車両の冷却システムにおいて、第一回路１０及び第二回路２０の各々に、回転軸が連結された水車８Ａ，８Ｂを介装する。また、第一回路１０及び第二回路２０の各々で水車８Ａ，８Ｂを迂回する流路となる迂回路９Ａ，９Ｂを設ける。さらに、水車８Ａ，８Ｂに供給される冷媒の流量を制御するバルブ３，４を設け、バルブ３，４の開度を制御装置５に制御させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の冷却システムに関する。

従来、エンジン及びモータを搭載したハイブリッド車両の冷却システムにおいて、エンジンを冷却するための冷却回路とモータを冷却するための冷却回路とを個別に形成したものが知られている。前者の冷却回路は、冷媒がエンジンとラジエータとの間を循環するように形成され、後者の冷却回路は、冷媒がモータ，インバータ，コンバータ等の電装品とラジエータとの間を循環するように形成される。

これらの二系統の冷却回路は、冷却対象や冷媒の温度が相違することから、互いに独立して設けられる。一方、片側の冷却回路上のウォーターポンプが故障した場合には、二つの冷却回路を直結し、冷却水の循環を継続させることが提案されている（特許文献１，２参照）。このような制御により、故障していないウォーターポンプで両方の冷却回路上の装置を冷却することができ、例えば車両を整備工場まで緊急退避走行（補助走行）させることが可能となる。

また、二系統の冷却回路を直結することなく、各々の回路内で冷却水を循環させる技術も提案されている。例えば、回転軸が連結された羽根車を双方の回路上に介装し、一方の回路を循環する冷却水の運動エネルギーを用いて、他方の回路内の冷却水を循環させるものである（特許文献３参照）。これにより、一つのウォーターポンプで二系統の冷却回路内の冷却水を循環させることが可能となる。

特許第3876793号公報特開2014-005815号公報特開2008-281278号公報

しかしながら、ハイブリッド車両では、走行状態に応じてエンジン及びモータの作動状態が制御されており、二系統の冷却回路のそれぞれで冷却水が常に循環している訳ではない。そのため、一方の回路を循環する冷却水の運動エネルギーを単に他方へと移動させたのではエネルギーロスが大きく、各冷却回路の冷却効率が低下するという課題がある。特に、特許文献３に記載されたような動力伝達構造を適用した場合には、冷却水の粘性や羽根車との間に生じる滑りによって生じるエネルギーロスが常に発生することになり、車両全体の冷却性能が低下しうる。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、エンジン系及びモータ系の二系統の冷却回路を備えたハイブリッド車両において冷却性能を向上させた冷却システムを提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示する冷却システムは、エンジンを冷却する第一冷媒が循環する第一回路とモータを冷却する第二冷媒が循環する第二回路とを具備したハイブリッド車両の冷却システムである。この冷却システムは、回転軸が連結され、前記第一回路及び前記第二回路の各々に介装された水車を備える。また、前記第一回路及び前記第二回路の各々で前記水車を迂回する流路となる迂回路を備える。また、前記第一回路及び前記第二回路の各々に介装され、各々の前記水車に供給される冷媒の流量を制御するバルブを備える。さらに、前記バルブの開度を制御する制御装置を備える。

（２）前記制御装置が、前記第一冷媒又は前記第二冷媒を圧送するポンプが故障した場合に、前記第一回路及び前記第二回路の各々で前記水車に供給される流量を増加させることが好ましい。
（３）前記制御装置が、前記第一冷媒を圧送する第一ポンプの故障に際し、前記エンジンの作動状態に応じて前記バルブの開度を制御することが好ましい。
例えば、前記エンジンの作動中は前記水車側の流路を開放し、前記エンジンの非作動時には前記水車側の流路を閉鎖することが考えられる。これにより、前記エンジンの作動中にのみ、前記水車を介した動力伝達が実施される。

（４）前記制御装置が、前記第二冷媒を圧送する第二ポンプの故障に際し、前記モータの作動状態に応じて前記バルブの開度を制御することが好ましい。
例えば、前記モータの作動中は前記水車側の流路を開放し、前記モータの非作動時には前記水車側の流路を閉鎖することが考えられる。このとき、前記モータの出力が大きいほど、前記水車側の流路の開度を大きくしてもよい。これにより、前記モータの発熱量に応じた大きさの動力がアシストされ、前記第二回路内における前記第二冷媒の温度上昇が抑制される。

（５）前記制御装置が、前記第一冷媒又は前記第二冷媒の温度に基づいて前記バルブの開度を制御することが好ましい。
例えば、前記第一冷媒の温度が高いほど、あるいは前記第二冷媒の温度が高いほど、前記水車側の流路を開放することが好ましい。

（６）前記制御装置が、前記第一冷媒及び前記第二冷媒の温度差に応じて前記バルブの開度を制御することが好ましい。
例えば、前記温度差が大きすぎる場合や小さすぎる場合（前記第一冷媒及び前記第二冷媒の各温度について、相対的に一方が熱すぎる場合や相対的に冷えすぎている場合）に、前記水車側の流路を開放することが好ましい。

開示の冷却システムによれば、二系統の冷却回路における冷却効率をともに向上させることができる。

実施形態の冷却システムの構成を例示する模式図である。本冷却システムの要部を拡大して示す図である。本冷却システムの制御手順を例示するフローチャートである。本冷却システムの制御手順を例示するフローチャートである。

図面を参照して、実施形態としてのハイブリッド車両の冷却システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．システム構成］
図１に、実施形態としての冷却システムの全体構成を例示する。この冷却システムが適用される車両は、バッテリ１７の電力で作動するモータ２１（電動機）とエンジン１１とを駆動源として走行するハイブリッド車両である。エンジン１１，モータ２１は、車両の走行状態に応じて使い分けられ、あるいは併用される。モータ２１は、車輪を駆動する電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。また、エンジン１１の駆動力は、クラッチで動力伝達経路から断接可能とされ、エンジン１１の回転軸にはジェネレータ１６（発電機）が連結される。クラッチを開放することで、モータ２１による走行や回生発電を実施しつつ、エンジン１１及びジェネレータ１６での発電を実施可能である。また、モータ２１，ジェネレータ１６はともに、車両駆動用のバッテリ１７に接続される。

この車両には、第一回路１０と第二回路２０との二系統の冷却回路が設けられる。
第一回路１０（ENG系冷却回路）は、少なくともエンジン１１を冷却する冷媒（第一冷媒）が循環する冷却回路である。第一回路１０には、エンジン１１，第一ポンプ１２（ENG系ポンプ），第一ラジエータ１３，第一温度センサ１４が介装される。第一ポンプ１２は第一回路１０内に冷媒を循環させる電動圧送器（電制ウォーターポンプ）であり、第一ラジエータ１３は冷媒の熱を外気に放熱させる熱交換器である。第一温度センサ１４は、第一回路１０内の冷媒温度（第一冷媒温度T₁）を検出するセンサである。ここで検出された第一冷媒温度T₁の情報は、エンジン制御装置１５に伝達される。

第二回路２０（EV系冷却回路）は、少なくともモータ２１を冷却する冷媒（第二冷媒）が循環する冷却回路である。第二回路２０には、モータ２１，第二ポンプ２２（EV系ポンプ），第二ラジエータ２３，第二温度センサ２４が介装される。また、モータ２１以外の電装品であるインバータ２５，コンバータ２８，車載充電器２９等も、第二回路２０での冷却対象とされる。なお、図中の符号２７は、モータ２１，インバータ２５がモータ制御装置２６と一体的に製造されたパワードライブコンポーネント製品であるMCU（モータコントロールユニット）を示す。

第二ポンプ２２は第二回路２０内に冷媒を循環させる電動圧送器（電制ウォーターポンプ）であり、第二ラジエータ２３は冷媒の熱を外気に放熱させる熱交換器である。第二温度センサ２４は、第二回路２０内の冷媒温度（第二冷媒温度T₂）を検出するセンサである。ここで検出された第二冷媒温度T₂の情報は、モータ制御装置２６に伝達される。

インバータ２５は、バッテリ１７とモータ２１との間で直流交流変換を担当する変換器（DC-ACインバータ）であり、例えばIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュールを内蔵する。モータ２１の力行時には、モータ２１の出力に応じてモータ２１側に供給される交流周波数や交流電圧が制御される。また、モータ２１の回生時には、発生した電力が直流電力に変換されて、バッテリ１７が充電される。

コンバータ２８は、バッテリ１７の電力を降圧して補機類に供給する変圧器（DC-DCコンバータ）である。ここでは、数百ボルトの直流電力が十数ボルト程度の直流電力に降圧される。また、車載充電器２９（OBC，On Board Charger）は、充電ステーションや家庭用コンセント等の外部充電設備を用いてバッテリ１７を充電する際に、交流直流変換を担当する変換器である。ここでは、外部電源装置から供給される数百ボルトの交流電力が数百ボルトの直流電力に変換され、バッテリ１７が充電される。

第一回路１０の内部を循環する冷媒は、第二回路２０の内部を循環する冷媒と同一種類の冷媒が使用される。しかし、冷媒の温度は第一回路１０内と第二回路２０内とで相違する。例えば、エンジン１１の作動時における第一回路１０内の冷媒温度は、80〜120℃程度の範囲内に制御される。これに対し、モータ２１の作動時における第二回路２０内の冷媒温度は、20〜65℃程度の範囲内に制御される。具体的な冷媒温度の制御手法としては、公知の手法（例えば、冷媒の流量制御，エンジン１１及びモータ２１の出力抑制制御，第一ラジエータ１３及び第二ラジエータ２３の放熱量制御）を適用することができる。

第一回路１０，第二回路２０の各々には、回転軸が連結された一組の水車８が介装される。水車８は、図２に示すように、第一回路１０上に介装された第一水車８Ａと第二回路２０上に介装された第二水車８Ｂとを連結した構造を持つ。また、第一水車８Ａの回転軸は第二水車８Ｂの回転軸と共有され、一方の回転力が他方へと伝達されるように形成されている。これにより、例えば第一冷媒の流れのエネルギーが水車８を介して第二回路２０側へと伝達され、第二冷媒が圧送される。また、第二冷媒の流れの勢いが第一冷媒よりも強ければ、第二冷媒の流れのエネルギーが第一回路１０側へと伝達されて、第一冷媒が圧送される。なお、これらの水車８を直結せず、第一水車８Ａと第二水車８Ｂとの間にクラッチ機構や変速機構等を介装してもよい。

第一回路１０，第二回路２０の各々には、第一水車８Ａ，第二水車８Ｂのそれぞれを迂回する迂回路９Ａ，９Ｂが設けられる。すなわち、第一回路１０，第二回路２０の各々には、二手に分岐した後に再び合流する形状の流路が形成され、その一方に第一水車８Ａ，第二水車８Ｂが介装され、他方が迂回路９Ａ，９Ｂとなる。以下、迂回路９Ａ，９Ｂと対をなす流路のことを、第一通路１，第二通路２と呼ぶ。第一通路１には第一水車８Ａが介装され、第二通路２には第二水車８Ｂが介装される。

第一通路１と迂回路９Ａとの分岐箇所には、第一通路１側への冷媒流量を制御する第一バルブ３（バルブ）が介装される。同様に、第二通路２と迂回路９Ｂとの分岐箇所には、第二通路２側への冷媒流量を制御する第二バルブ４（バルブ）が介装される。第一バルブ３は、冷媒の行き先を第一通路１と迂回路９Ａとの二方向のうち何れか一方に切り替える機能と、第一通路１の冷媒流量を調節する機能とを併せ持つ。同様に、第二バルブ４は、冷媒の行き先を第二通路２と迂回路９Ｂとの二方向のうち何れか一方に切り替える機能と、第二通路２の冷媒流量を調節する機能とを併せ持つ。

第一バルブ３，第二バルブ４に内蔵される弁体の作動状態は、車両制御装置５で制御される。例えば、水車８が停止した状態とする場合には、図２中に示すように、第一バルブ３の第一通路１側が閉鎖されるとともに、第二バルブ４の第二通路２側が閉鎖される。また、水車８を回転させる場合には、図２中の囲み枠内に示すように、第一バルブ３の第一通路１側が開放される（第一バルブ３の迂回路９Ａ側が閉鎖される）とともに、第二バルブ４の第二通路２側が開放される（第二バルブ４の迂回路９Ｂ側が閉鎖される）。

以下、第一バルブ３，第二バルブ４の弁体の状態は、第一通路１，第二通路２の開閉状態に対応させて表現する。すなわち、第一バルブ３はノーマルクローズタイプであり（非通電時に第一通路１の閉状態を維持し）、第一水車８Ａが介装されている第一通路１側を開放する動作のことを「第一バルブ３を開放する」と表現する。同様に、第二バルブ４もノーマルクローズタイプであり（非通電時に第二通路２の閉状態を維持し）、第二水車８Ｂが介装されている第二通路２側を開放する動作のことを「第二バルブ４を開放する」と表現する。

本冷却システムには、第一回路１０，第二回路２０の冷却に関する制御を実施するための電子制御装置（ECU，Electronic Control Unit）として、車両制御装置５（制御装置），エンジン制御装置１５，モータ制御装置２６，バッテリ制御装置３０が設けられる。これらの電子制御装置は、図１中に破線で示す車載通信網１８を介して、互いに通信可能となるように接続される。この車載通信網１８には上記の電子制御装置だけでなく、第一バルブ３，第二バルブ４，第一ポンプ１２，第二ポンプ２２も接続される。これらのバルブ３，４及びポンプ１２，２２は、車両制御装置５による制御の対象となる。

各々の電子制御装置には、例えばCPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のプロセッサ（マイクロプロセッサ）やROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリ等が実装される。プロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する演算処理装置である。また、ROM，RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。各電子制御装置での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとして、それぞれのROM，RAM，不揮発メモリ，リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

エンジン制御装置１５はエンジン１１及び第一ポンプ１２の作動状態を専門的に制御し、モータ制御装置２６はモータ２１，第二ポンプ２２，インバータ２５等の作動状態を専門的に制御する機能を持つ。第一ポンプ１２の故障の有無は、エンジン制御装置１５で判定され、第二ポンプ２２の故障の有無は、モータ制御装置２６で判定される。これらの故障に関する情報は、車両制御装置５に伝達される。

バッテリ制御装置３０は、バッテリ１７の充放電状態や電池容量SOC（State Of Charge，充電率），劣化率等の状態を専門的に計測，算出，制御する機能を持つ。ここで取得されたバッテリ１７の電池容量SOCに関する情報も、車両制御装置５に伝達される。具体的な故障判定手法及び電池容量SOCの取得手法については、公知の手法を採用することができる。例えば、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の作動電流や回転速度，冷媒の流量，流速等に基づいて故障を判定できる。また、電池容量SOCは、バッテリ１７の入出力電力（電流，電圧）や端子間電圧に基づいて算出できる。

前述の通り、エンジン１１，モータ２１は、車両の走行状態に応じて使い分けられ、あるいは併用される。本実施形態では、車速や走行負荷が比較的低い走行状態であってバッテリ１７の電池容量SOCも十分である場合に、モータ２１のみが駆動される（EV走行モード）。一方、走行負荷が比較的高い場合や、電池容量SOCが十分でない場合には、エンジン１１が駆動されてジェネレータ１６の発電電力がバッテリ１７に充電される（シリーズ走行モード）。また、車速が高い場合には、エンジン１１及びモータ２１の駆動力を併用した走行状態となる（パラレル走行モード）。

車両制御装置５は、車両に搭載される全ての装置を総合的に制御，管理するものである。ここでは、パワートレーンに含まれる各種装置の運転状態や車両の走行状態等に応じて、上記の三種類の走行モードの何れかが選択され、各種装置の作動状態が制御される。本実施形態では、各種装置の制御のうち、おもに第一ポンプ１２及び第二ポンプ２２の故障時における第一バルブ３，第二バルブ４の制御について詳述する。

［２．制御構成］
車両制御装置５には、バルブ制御部６とポンプ制御部７とが設けられる。これらの各要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、車両制御装置５に内蔵されたROMや補助記憶装置に記録，保存されるソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

バルブ制御部６は、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の故障状態や第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂等に基づいて、第一バルブ３，第二バルブ４を制御する。
まず、第一ポンプ１２（ENG系ポンプ）の故障が検出された場合、バルブ制御部６は、エンジン１１の作動状態に応じて第一バルブ３，第二バルブ４を制御する。例えば、エンジン１１が作動中であれば、第一バルブ３，第二バルブ４をともに開放し、水車８に供給される冷媒流量を増加させる。これにより、第二冷媒の流れのエネルギー（加勢力）が第一回路１０側へと伝達される。一方、エンジン１１が作動していなければ、第一バルブ３，第二バルブ４をともに閉鎖し、水車８を停止させる。これにより、第一ポンプ１２が故障していたとしても、エンジン１１が停止した状態であれば、水車８を介した動力伝達が停止する。

第二ポンプ２２（EV系ポンプ）の故障が検出された場合、バルブ制御部６は、モータ２１の作動状態に応じて第一バルブ３，第二バルブ４を制御する。例えば、モータ２１が作動中であれば、第一バルブ３，第二バルブ４をともに開放し、水車８に供給される冷媒流量を増加させる。これにより、第一冷媒の流れのエネルギー（加勢力）が第二回路２０側へと伝達される。一方、モータ２１が作動していなければ、第一バルブ３，第二バルブ４をともに閉鎖し、水車８を停止させる。したがって、第二ポンプ２２が故障していたとしても、モータ２１が停止した状態であれば、加勢力は伝達されない。

第一バルブ３，第二バルブ４の開度は、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂等に基づいて設定される。例えば、第一ポンプ１２が故障すると、第一回路１０内における冷媒の流れが弱まり、あるいは停止することから、第一冷媒温度T₁が上昇する可能性がある。そこでバルブ制御部６は、第一ポンプ１２の故障に際し、第一冷媒温度T₁に基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度を設定する。例えば、第一冷媒温度T₁が高温であるほど、水車８に供給される冷媒流量が増加するように、第一通路１，第二通路２側の開度を増大させる。同様に、第二ポンプ２２が故障した場合には、第二冷媒温度T₂に基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度を設定する。

また、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂の温度差ΔT（ΔT＝T₁−T₂）は、第一冷媒温度T₁が過昇温した場合や第二冷媒温度T₂が過冷却された場合に増加する。一方、第一冷媒温度T₁が過冷却された場合や第二冷媒温度T₂が過昇温した場合には、温度差ΔTが減少する。つまり、温度差ΔTが大き過ぎるときや小さ過ぎるときには、二系統の冷却回路間で冷却性能がアンバランスになっていると考えられる。そこでバルブ制御部６は、温度差ΔTが所定範囲外にある場合に、温度差ΔTに基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度を設定する。例えば、温度差ΔTが大きいほど、水車８に供給される冷媒流量が増加するように、第一通路１，第二通路２側の開度を増大させる。これにより、冷却性能が平均化され、車両全体の冷却性能が向上する。

ポンプ制御部７は、第一バルブ３，第二バルブ４が開放されているときに、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の出力を制御するものである。ここでは、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂等に基づいてポンプ出力が設定される。
第一ポンプ１２が故障している場合、第二ポンプ２２のみを用いて二系統の冷媒を循環させることになり、第一回路１０の冷却性能が低下する可能性がある。そこでポンプ制御部７は、第一冷媒温度T₁に基づいて第二ポンプ２２の出力を制御する。また、第二ポンプ２２が故障している場合には、第二冷媒温度T₂に基づいて第一ポンプ１２の出力を制御する。

例えば、第一ポンプ１２が故障し、第一冷媒温度T₁が第一基準温度以上であるときに、第二ポンプ２２の出力を増加させる。同様に、第二ポンプ２２が故障し、第二冷媒温度T₂が第二基準温度以上であるときに、第一ポンプ１２の出力を増加させる。これにより、ポンプ故障が発生した回路内における冷媒温度の上昇が抑制され、車両全体の冷却性能が向上する。

［３．フローチャート］
図３は、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の故障時における制御内容を説明するためのフローチャートであり、予め設定された周期で繰り返し実行される。また、図４は、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２が故障していない場合に実施される制御内容を説明するためのフローチャートであり、図３のステップＡ１２の後に実行される。

ステップＡ１では、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の故障状態に関する情報と、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂の情報とが入力される。続くステップＡ２では、第二ポンプ２２（EV系ポンプ）の故障が検出されているか否かが判定される。この条件が成立する場合にはステップＡ３に進み、不成立の場合にはステップＡ７に進む。
ステップＡ３では、モータ２１が作動中であるか否かが判定され、作動中であればステップＡ４に進み、非作動であればステップＡ１２に進む。なお、モータ２１の作動状態の代わりに、インバータ２５の作動状態やバッテリ１７の充放電状態，電池容量SOC，車載充電器２９の作動状態をステップＡ３で判定してもよい。

ステップＡ４では、バルブ制御部６において、第二冷媒温度T₂に基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が設定されるとともに、第一通路１，第二通路２側が開放される。これにより、水車８が回転し始め、第一回路１０から第二回路２０への動力伝達が開始される。水車８に供給される冷媒の量は、第二冷媒温度T₂が高いほど増加する。

続くステップＡ５では、第二冷媒温度T₂が60℃以上（第二基準温度以上）であるか否かが判定される。この条件が成立した場合にはステップＡ６に進み、第一ポンプ１２の出力を増加させる制御信号がポンプ制御部７から出力される。つまり、第一冷媒が第一水車８Ａに与える回転エネルギーが増大し、第二水車８Ｂが第二冷媒を圧送する力が増大する。これにより、第二冷媒の流量，流速が増加し、第二回路２０の冷却性能が上昇する。また、ステップＡ５の条件が不成立の場合には、この演算周期での制御が終了する。

ステップＡ７では、第一ポンプ１２（ENG系ポンプ）の故障が検出されているか否かが判定される。この条件が成立する場合にはステップＡ８に進み、不成立の場合にはステップＡ１２に進む。ステップＡ１２では、どちらのポンプ１２，２２も故障していないため、第一バルブ３，第二バルブ４の閉鎖状態が維持されて、この演算周期での制御が終了する。この場合、水車８は停止した状態となる。
ステップＡ８では、エンジン１１が作動中であるか否かが判定され、作動中であればステップＡ９に進み、非作動であればステップＡ１２に進む。

ステップＡ９では、バルブ制御部６において、第一冷媒温度T₁に基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が設定されるとともに、第一通路１，第二通路２側が開放される。これにより、水車８が回転し始め、第二回路２０から第一回路１０への動力伝達が開始される。水車８に供給される冷媒の量は、第一冷媒温度T₁が高いほど増加する。

続くステップＡ１０では、第一冷媒温度T₁が110℃以上（第一基準温度以上）であるか否かが判定される。この条件が成立した場合にはステップＡ１１に進み、第二ポンプ２２の出力を増加させる制御信号がポンプ制御部７から出力される。つまり、第二冷媒が第二水車８Ｂに与える回転エネルギーが増大し、第一水車８Ａが第一冷媒を圧送する力が増大する。これにより、第一冷媒の流量，流速が増加し、第一回路１０の冷却性能が上昇する。また、ステップＡ１０の条件が不成立の場合には、この演算周期での制御が終了する。

図４のフローでは、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂の温度差ΔTに基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が制御される。ステップＢ１では、バルブ制御部６において、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂の温度差ΔTが算出される。続くステップＢ２では、温度差ΔTが40〜60℃の範囲内にあるか否かが判定され、この条件の成立時にはステップＢ３に進む。ステップＢ３では、第一バルブ３，第二バルブ４の閉鎖状態が維持されて、この演算周期での制御が終了する。この場合、水車８は停止した状態となる。

一方、ステップＢ２の条件が不成立の場合（温度差ΔTが所定範囲外にある場合）にはステップＢ４に進み、温度差ΔTに基づいて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が設定されるとともに、第一通路１，第二通路２側が開放される。これにより、水車８が回転し始め、第二回路２０と第一回路１０との間で動力が伝達されるとともに、冷却性能が平均化される。水車８に供給される冷媒の量は、第一冷媒温度T₁が高いほど、あるいは第二冷媒温度T₂が低いほど増加する。

［４．作用，効果］
（１）上記の冷却システムでは、二系統の冷却回路１０，２０の各々に水車８が設けられ、それらの迂回路９Ａ，９Ｂが形成されるとともに、水車８側の冷媒流量を制御する第一バルブ３，第二バルブ４が設けられる。このような回路構造により、一方の回路内における冷媒の流れを利用して他方の回路内における冷媒の流れを加勢することができ、第一回路１０及び第二回路２０における冷媒温度の上昇を抑制することができる。

また、上記の冷却システムでは、状況に応じて水車８の回転状態を制御することができる。例えば、第一バルブ３，第二バルブ４から水車８側に供給される冷媒の流量を減少させて、水車８の回転速度を低下させることができ、冷媒の運動エネルギーが水車８の回転エネルギーに変換されるときに生じるエネルギーロスを減少させることができる。さらに、第一バルブ３，第二バルブ４で第一通路１，第二通路２を閉鎖すれば、そのエネルギーロスをゼロにすることもできる。したがって、各冷却回路の冷却効率が低下することがなく、車両全体の冷却効率を高めることができ、冷却性能を向上させることができる。

（２）上記の冷却システムでは、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２が故障した場合に第一バルブ３，第二バルブ４を制御して、水車８に供給される冷媒流量を増加させている。これにより、一方の回路内における冷媒の流れを利用して他方の回路内における冷媒の流れを生成することができ、二つの冷却回路をともに機能させることができる。これにより、第一回路１０及び第二回路２０に介装された各種装置の温度上昇を抑制しつつ、車両の緊急退避走行を実施することができる。

（３）上記の冷却システムでは、第一回路１０上の第一ポンプ１２が故障した場合に、エンジン１１の作動状態に応じて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が制御される。例えば、エンジン１１が作動していなければ、第一バルブ３，第二バルブ４が閉鎖され、エンジン１１が作動していれば、第一バルブ３，第二バルブ４が開放される。このような制御により、第一冷媒を循環させなくてもよい運転状態では第二回路２０から第一回路１０への加勢力を減じることができ、第二回路２０の冷却効率を向上させることができる。一方、エンジン１１の作動中には第一回路１０への加勢力を増加させることができ、二系統の冷却回路をともに冷却させることができる。

（４）同様に、上記の冷却システムでは、第二回路２０上の第二ポンプ２２が故障した場合に、モータ２１やインバータ２５，バッテリ１７，車載充電器２９等の作動状態に応じて第一バルブ３，第二バルブ４の開度が制御される。例えば、モータ２１が作動していなければ、第一バルブ３，第二バルブ４が閉鎖され、モータ２１が作動していれば、第一バルブ３，第二バルブ４が開放される。このような制御により、第一回路１０から第二回路２０へと伝達される加勢力を状況に合わせて増減させることができる。

（５）上記の冷却システムでは、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂に基づいて、第一バルブ３，第二バルブ４の開度が制御される。例えば、第一ポンプ１２の故障時には、第一冷媒温度T₁（加勢力が与えられる側の冷媒温度）が高温であるほど、水車８に供給される冷媒流量が増加するように、大開度に制御される。同様に、第二ポンプ２２の故障時には、第二冷媒温度T₂が高温であるほど大開度とされる。このように、冷媒温度に基づく開度制御により、冷却性能に合わせて加勢力を増減させることができ、車両全体の冷却性能を向上させることができる。

（６）上記の冷却システムでは、第一冷媒温度T₁と第二冷媒温度T₂との温度差ΔTに応じて、第一バルブ３，第二バルブ４の開度が設定される。例えば、温度差ΔTが所定範囲外にある場合（すなわち、冷却性能がアンバランスである場合）に、開度が大きく設定される。これにより、二系統の冷却回路間における冷却性能のバランスを改善することができ、車両全体の冷却性能を向上させることができるとともに、車両の緊急退避走行をより確実に実施することができる。

［５．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

上述の実施形態では、車両制御装置５にバルブ制御部６とポンプ制御部７とが設けられたものを例示したが、これらの制御部６，７の機能をエンジン制御装置１５やモータ制御装置２６等に分散して設けてもよいし、車載通信網１８に接続された別の電子制御装置に制御を担当させてもよい。制御の主体となる電子制御装置の種類に関わらず、上述の実施形態と同様の効果を奏する制御を実現することができる。

また、上述の実施形態では、第一通路１と迂回路９Ａとの分岐箇所に第一バルブ３が介装され、第二通路２と迂回路９Ｂとの分岐箇所に第二バルブ４が介装された回路構造を例示したが、第一バルブ３，第二バルブ４の介装位置はこれに限定されない。例えば、第一通路１上に第一バルブ３を介装し、第二通路２上に第二バルブ４を介装してもよい。あるいは、迂回路９Ａ上に第一バルブ３を介装し、迂回路９Ｂ上に第二バルブ４を介装してもよい。第一バルブ３，第二バルブ４は、少なくとも水車８に供給される冷媒の流量を増減させるように機能する位置に配置すればよい。

また、上述の実施形態における第一ポンプ１２は電制ウォーターポンプであるが、これに加えて、あるいは代えて、エンジン１１の駆動力で作動する機械式ウォーターポンプを使用することも可能である。この場合、第一ポンプ１２を作動させたいときにエンジン１１が停止していれば、そのエンジン１１を始動させればよい。

なお、上述の実施形態における水車８に供給される流量を増加させるには、例えば以下に列挙する手法の何れかを採用すればよい。
・水車８Ａ，８Ｂ側の流路の開度を大きくする
・迂回路９Ａ，９Ｂ側の流路の開度を小さくする
・故障していないポンプ１２，２２の出力を増大させる

また、水車８に供給される流量を増加させる制御を実施するための条件としては、例えば以下に列挙する条件の何れかを採用すればよい。すなわち、第一冷媒温度T₁，第二冷媒温度T₂，温度差ΔTに基づく制御は、第一ポンプ１２，第二ポンプ２２の故障の有無に依ることなく実施可能である。
・第一ポンプ１２の故障が検出された
・第二ポンプ２２の故障が検出された
・第一冷媒温度T₁が第一温度以上になった
・第二冷媒温度T₂が第二温度以上になった
・温度差ΔTが所定範囲外になった

１第一通路
２第二通路
３第一バルブ（バルブ）
４第二バルブ（バルブ）
５車両制御装置（制御装置）
６バルブ制御部
７ポンプ制御部
８水車
８Ａ第一水車
８Ｂ第二水車
９Ａ迂回路
９Ｂ迂回路
１０第一回路
１１エンジン
１２第一ポンプ
２０第二回路
２１モータ
２２第二ポンプ
T₁ 第一冷媒温度
T₂ 第二冷媒温度
ΔT 温度差

Claims

エンジンを冷却する第一冷媒が循環する第一回路とモータを冷却する第二冷媒が循環する第二回路とを具備したハイブリッド車両の冷却システムであって、
回転軸が連結され、前記第一回路及び前記第二回路の各々に介装された水車と、
前記第一回路及び前記第二回路の各々で前記水車を迂回する流路となる迂回路と、
前記第一回路及び前記第二回路の各々に介装され、各々の前記水車に供給される冷媒の流量を制御するバルブと、
前記バルブの開度を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする、冷却システム。
前記制御装置が、前記第一冷媒又は前記第二冷媒を圧送するポンプが故障した場合に、前記第一回路及び前記第二回路の各々で前記水車に供給される流量を増加させる
ことを特徴とする、請求項１記載の冷却システム。
前記制御装置が、前記第一冷媒を圧送する第一ポンプの故障に際し、前記エンジンの作動状態に応じて前記バルブの開度を制御する
ことを特徴とする、請求項２記載の冷却システム。
前記制御装置が、前記第二冷媒を圧送する第二ポンプの故障に際し、前記モータの作動状態に応じて前記バルブの開度を制御する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の冷却システム。
前記制御装置が、前記第一冷媒又は前記第二冷媒の温度に基づいて前記バルブの開度を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の冷却システム。
前記制御装置が、前記第一冷媒及び前記第二冷媒の温度差に応じて前記バルブの開度を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の冷却システム。