JP2020133608A - ハイブリッド車用の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換器とモータとエンジンを効率よく冷却するハイブリッド車用の冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システム２は、第１ポンプを使って第１冷媒で電力変換器を冷却する第１冷却器と、第２ポンプを使って第２冷媒でエンジンを冷却する第２冷却器と、第３冷媒でモータを冷却する第３冷却器と、第１／第２切替弁と、コントローラを備えている。第１切替弁は、第１冷媒を第３冷却器の熱交換器に導く状態と第２冷媒を熱交換器に導く状態を切り替える。第２切替弁は、熱交換器を通過した第１冷媒または第２冷媒をもとの冷却器へ戻す。コントローラは、第１冷媒を熱交換器に導く場合の第１ポンプと第２ポンプの総消費電力と、第２冷媒を熱交換器に導く場合の第１ポンプと第２ポンプの総消費電力を比較し、総消費電力が小さくなる方の冷媒が熱交換器に導かれるように第１切替弁と第２切替弁を制御する。【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、エンジンと走行用のモータを備えるハイブリッド車用の冷却システムに関する。

ハイブリッド車は、大きな熱源として、エンジンと走行用のモータと電力変換器を備えている。電力変換器は、電源の電力をモータの駆動電源に変換するデバイスである。ハイブリッド車は、エンジンとモータと電力変換器を冷却する冷却システムを備えている。なお、電力変換器の中の主要な熱源は電力変換用のスイッチング素子である。エンジン、モータ、電力変換器はそれぞれ適切な温度範囲が異なるため、ハイブリッド車は、少なくとも２系統の冷却器を備えている。特許文献１に開示されている冷却システムは、エンジンを冷却する冷却器（エンジン冷却器）と、モータと電力変換器を冷却する冷却器（モータ冷却器）を備えている。電力変換器の上限温度が最も低く、次にモータの上限温度が低い。エンジンの上限温度はモータよりも高い。電力変換器の上限温度とモータの上限温度が比較的に離れているため、電力変換器を通過した冷媒をモータへ導くことで、電力変換器とモータを一つの冷却器で冷却する。

特許文献１の冷却システムでは、エンジン冷却器の冷媒とモータ冷却器の冷媒の間で適宜に熱交換し、効率的な冷却を行うようにしている。

特開２０１１−９８６２８号公報

本明細書は、モータとエンジンと電力変換器をそれぞれ別々の冷媒で冷却することによってさらに効率を高める冷却システムを提供する。

本明細書が開示する冷却システムは、第１−第３冷却器を備えている。第１冷却器は、第１ポンプで第１冷媒を循環させて電力変換器を冷却する。第２冷却器は、第２ポンプで第２冷媒を循環させてエンジンを冷却する。第３冷却器は、第３冷媒でモータを冷却する。第３冷却器は、第１冷媒または第２冷媒と第３冷媒との間で熱交換する熱交換器を備えている。

本明細書が開示する冷却システムは、さらに、第１、第２切替弁と、コントローラを備えている。第１切替弁は、第１冷却器の冷媒循環路（第１冷媒循環路）と第２冷却器の冷媒循環路（第２冷媒循環路）と熱交換器とに接続されており、第１冷媒を熱交換器に導く状態と第２冷媒を熱交換器に導く状態を切り替えることができる。第２切替弁は、第１冷媒循環路と第２冷媒循環路と熱交換器とに接続されており、熱交換器を通過した第１冷媒または第２冷媒をもとの冷却器へ戻す。コントローラは、第１、第２切替弁を制御する。

コントローラは、４個のマップ（第１−第４マップ）を備えている。第１マップは、第１冷媒を熱交換器へ導く場合の第１冷媒の温度に対する第１ポンプの出力を定めている。第２マップは、第１冷媒を熱交換器へ導かない場合の第１冷媒の温度に対する第１ポンプの出力を定めている。第３マップは、第２冷媒を熱交換器へ導く場合の第２冷媒の温度に対する第２ポンプの出力を定めている。第４マップは、第２冷媒を熱交換器へ導かない場合の第２冷媒の温度に対する第２ポンプの出力を定めている。コントローラは、第１マップまたは第２マップを使って第１ポンプを制御し、第３マップまたは第４マップを使って第２ポンプを制御する。コントローラは、第１冷媒の温度と第２冷媒の温度と第１−第４マップに基づいて、第１冷媒を熱交換器に導いた場合の第１ポンプと第２ポンプの総消費電力と、第２冷媒を熱交換器に導いた場合の第１ポンプと第２ポンプの総消費電力とを算出する。コントローラは、第１冷媒と第２冷媒のうち、総消費電力が小さくなる方の冷媒が熱交換器へ導かれるように第１、第２切替弁を制御する。

本明細書が開示する冷却システムは、エンジンとモータと電力変換器のそれぞれを別々の冷却器で冷却するとともに、第１冷媒または第２冷媒で第３冷媒を冷却するように構成されている。そして、総消費電力が小さくなるように、第２冷媒を冷却する冷媒を選択することで、冷却システム全体の効率を高めることができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の冷却システムを含むハイブリッド車のブロック図である。 図２（Ａ）は、第１マップの例である。図２（Ｂ）は第２マップの例である。図２（Ｃ）は第３マップの例である。図２（Ｄ）は第４マップの例である。 コントローラが実行する制御のフローチャートである（１）。 コントローラが実行する制御のフローチャートである（２）。 コントローラが実行する制御のフローチャートである（３）。

図面を参照して実施例の冷却システム２を説明する。冷却システム２は、ハイブリッド車９０に搭載されている。図１に、冷却システム２を含むハイブリッド車９０のブロック図を示す。ハイブリッド車９０は、走行用のモータ８０とエンジン７０で走行することができる。モータ８０の出力軸とエンジン７０の出力軸はギアセット９２に連結されている。ギアセット９２には、車軸９３も連結されている。モータ８０の出力トルクとエンジン７０の出力トルクは、ギアセット９２で合成され、車軸９３に伝達される。ギアセット９２は、エンジン７０の出力トルクを車軸９３とモータ８０に分配する場合がある。その場合、ハイブリッド車９０は、エンジン７０の出力トルクの一部で走行しつつ、残りの出力トルクでモータ８０を駆動し、発電する。また、ハイブリッド車９０は、エンジン７０を停止し、モータ８０のみで走行することもできる。

ハイブリッド車９０は、バッテリ９１と電力変換器６０を備えている。電力変換器６０は、バッテリ９１の電力をモータ８０の駆動電力に変換するデバイスである。モータ８０は三相交流モータであり、電力変換器６０は、バッテリ８１の直流電力を、モータ８０の駆動電力（三相交流電力）に変換する。電力変換器６０とモータ８０は３本の電力供給線で接続されている。

電力変換器６０は、電力変換用の複数のスイッチング素子６１を備えている。電力変換器６０の詳しい回路は説明を省略するが、図１では、電力変換器６０を表す矩形の中にトランジスタの回路記号を記してあり、電力変換器６０がスイッチング素子６１を備えていることを表してある。

電力変換器６０（スイッチング素子６１）は、バッテリ９１が出力する数十キロワットの電力を扱うため、発熱量が大きい。ハイブリッド車９０のエンジン７０とモータ８０も発熱量が大きい。ハイブリッド車９０の冷却システム２が、電力変換器６０、モータ８０、エンジン７０を冷却する。電力変換器６０には、スイッチング素子６１の温度を計測する温度センサ６２が備えられており、モータ８０には、モータ８０の温度を計測する温度センサ８２が備えられている。温度センサ６２、８２の計測値は、後述するコントローラ４０に送られる。

冷却システム２について説明する。冷却システム２は、第１冷却器１０、第２冷却器２０、第３冷却器３０、第１切替弁４１、第２切替弁４２、コントローラ４０を備えている。第１冷却器１０は電力変換器６０を冷却する。第２冷却器２０はエンジン７０を冷却する。第３冷却器３０はモータ８０を冷却する。第１冷却器１０と第２冷却器２０の冷媒は水である。第３冷却器３０の冷媒はオイルである。冷却システム２は、３個の発熱体（電力変換器６０、モータ８０、エンジン７０）に対してそれぞれ独立した冷却器を備えている。ただし、モータ８０の熱を吸収した第３冷却器３０の冷媒は、第１冷却器１０の冷媒、あるいは、第２冷却器２０の冷媒によって冷却される。

コントローラ４０は、先に述べた温度センサ６２、８２、および、冷却システム２が備えるセンサやポンプと通信線で接続されているが、通信線の図示は省略してある。

第１冷却器１０について説明する。第１冷却器１０は、第１冷媒循環路１１、第１ポンプ１２、第１ラジエータ１３、第１リザーブタンク１４、温度センサ１７、切替弁１５、１６を備えている。理解を助けるために、第１冷媒循環路１１、第１ポンプ１２、第１ラジエータ１３、第１リザーブタンク１４、温度センサ１７を、それぞれ、ＨＶ冷媒循環路１１、ＨＶポンプ１２、ＨＶラジエータ１３、ＨＶリザーブタンク１４、ＨＶ温度センサ１７と称することにする。また、ＨＶ冷媒循環路１１を流れる冷媒をＨＶ冷媒と称することにする。ＨＶ冷媒は先に述べたように水である。

第１冷却器１０は、ＨＶポンプ１２でＨＶ冷媒を電力変換器６０とＨＶラジエータ１３の間で循環させて電力変換器６０を冷却する。ＨＶ冷媒循環路１１は、電力変換器６０とＨＶラジエータ１３とＨＶリザーブタンク１４を通過しており、ＨＶ冷媒はＨＶ冷媒循環路１１を通り、電力変換器６０とＨＶラジエータ１３の間を循環する。ＨＶ冷媒循環路１１に沿って付された太矢印線は冷媒の流れる方向を示している。

ＨＶ温度センサ１７は、ＨＶ冷媒循環路１１の電力変換器６０の出口に取り付けられている。ＨＶ温度センサ１７は、電力変換器６０の熱（スイッチング素子６１の熱）を吸収したＨＶ冷媒の温度を計測する。ＨＶ温度センサ１７が計測したＨＶ冷媒の温度を以下ではＨＶ水温と称することにする。

ＨＶポンプ１２は、コントローラ４０によって制御される。コントローラ４０は、ＨＶ水温に基づいてＨＶポンプ１２を制御する。コントローラ４０は、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を対応付けたマップを有している。マップについて後述する。コントローラ４０は、マップを参照してＨＶ水温からＨＶポンプ１２の目標出力を定め、目標出力が実現されるようにＨＶポンプ１２を制御する。ＨＶポンプ１２のアクチュエータは三相交流モータであり、コントローラ４０は、目標出力をディーティ比に変換し、そのデューティ比を有する駆動信号をＨＶポンプ１２へ送る。ＨＶポンプ１２は、与えられた駆動信号で動作する。

ＨＶ冷媒循環路１１の電力変換器６０よりも冷媒流下流側に、２個の切替弁１５、１６が備えられている。切替弁１５は、電力変換器６０を通過したＨＶ冷媒をそのままＨＶ冷媒循環路１１へ素通りさせる状態と、電力変換器６０を通過したＨＶ冷媒をＨＶ第１バイパス流路４３へ向ける状態のいずれかに切り替えることができる。ＨＶ第１バイパス流路４３の下流端（冷媒の流れ方向の下流端）は、第１切替弁４１に接続されている。第１切替弁４１にはオイルクーラ３３の冷媒流入端が接続されている。第１切替弁４１とオイルクーラ３３については後述する。

切替弁１６は、切替弁１５を通過してきたＨＶ冷媒をそのまま素通りさせる状態と、ＨＶ第２バイパス流路４４を流れてきたＨＶ冷媒をＨＶ冷媒循環路１１に戻す状態のいずれかに切り替えることができる。ＨＶ第２バイパス流路４４の上流端（冷媒の流れ方向の上流端）は、第２切替弁４２に接続されている。第２切替弁４２には、オイルクーラ３３の冷媒流出端が接続されている。第２切替弁４２についても後述する。切替弁１５、１６もコントローラ４０によって制御される。

第２冷却器２０について説明する。第２冷却器２０は、第２冷媒循環路２１、第２ポンプ２２、第２ラジエータ２３、第２リザーブタンク２４、温度センサ２７、切替弁２５、２６を備えている。理解を助けるために、第２冷媒循環路２１、第２ポンプ２２、第２ラジエータ２３、第２リザーブタンク２４、温度センサ２７を、それぞれ、ＥＧ冷媒循環路２１、ＥＧポンプ２２、ＥＧラジエータ２３、ＥＧリザーブタンク２４、ＥＧ温度センサ２７と称することにする。また、ＥＧ冷媒循環路２１を流れる冷媒をＥＧ冷媒と称することにする。ＥＧ冷媒も、先に述べたように水である。「ＥＧ」はエンジンの略称である。

第２冷却器２０は、ＥＧポンプ２２でＥＧ冷媒をエンジン７０とＥＧラジエータ２３の間で循環させてエンジン７０を冷却する。ＥＧ冷媒循環路２１は、エンジン７０とＥＧラジエータ２３とＥＧリザーブタンク２４を通過しており、ＥＧ冷媒はＥＧ冷媒循環路２１を通り、エンジン７０とＥＧラジエータ２３の間を循環する。ＥＧ冷媒循環路２１に沿って付された太矢印線は冷媒の流れる方向を示している。

ＥＧ温度センサ２７は、ＥＧ冷媒循環路２１のエンジン７０の出口に取り付けられている。ＥＧ温度センサ２７は、エンジン７０の熱を吸収したＥＧ冷媒の温度を計測する。ＥＧ温度センサ２７が計測したＥＧ冷媒の温度を以下ではＥＧ水温と称することにする。

ＥＧポンプ２２は、コントローラ４０によって制御される。コントローラ４０は、ＥＧ水温に基づいてＥＧポンプ２２を制御する。コントローラ４０は、ＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を対応付けたマップを有している。そのマップは、先に述べた第１冷却器１０用のマップとは異なるマップである。第２冷却器２０用のマップについても後述する。コントローラ４０は、マップを参照してＥＧ水温からＥＧポンプ２２の目標出力を定め、目標出力が実現されるようにＥＧポンプ２２を制御する。ＥＧポンプ２２のアクチュエータは第１冷却器１０のＨＶポンプ１２と同様である。

ＥＧ冷媒循環路２１のエンジン７０よりも冷媒流上流側に、２個の切替弁２５、２６が備えられている。切替弁２５は、エンジン７０に達する前のＥＧ冷媒をそのままＥＧ冷媒循環路２１へ素通りさせる状態と、エンジン７０に達する前のＥＧ冷媒をＥＧ第１バイパス流路４５へ向ける状態のいずれかに切り替えることができる。ＥＧ第１バイパス流路４５の下流端（冷媒の流れ方向の下流端）は、第１切替弁４１に接続されている。

切替弁２６は、切替弁２５を通過してきたＥＧ冷媒をそのまま素通りさせる状態と、ＥＧ第２バイパス流路４６を流れてきたＥＧ冷媒をＥＧ冷媒循環路２１に戻す状態のいずれかに切り替えることができる。ＥＧ第２バイパス流路４６の上流端（冷媒の流れ方向の上流端）は、第２切替弁４２に接続されている。切替弁２５、２６もコントローラ４０によって制御される。

第３冷却器３０について説明する。第３冷却器３０は、第３冷媒循環路３１、第３ポンプ３２、オイルクーラ３３を備えている。先に述べたように、第３冷却器３０の冷媒はオイルである。第３冷却器３０の冷媒を以下では第３冷媒と称することにする。第３冷媒循環路３１は、モータ８０とオイルクーラ３３の間で第３冷媒（オイル）を循環させる。第３冷媒は、第３ポンプ３２によって、モータ８０とオイルクーラ３３の間を循環する。モータ８０の熱を吸収した第３冷媒は、オイルクーラ３３に戻される。オイルクーラ３３には、ＨＶ冷媒あるいはＥＧ冷媒が導かれる。モータ８０の熱を吸収した第３冷媒は、オイルクーラ３３にて、ＨＶ冷媒あるいはＥＧ冷媒と熱交換し、冷却される。第３ポンプ３２もコントローラ４０によって制御される。コントローラ４０は、モータ８０に取り付けられた温度センサ８２が計測するモータ温度に基づいて第３ポンプ３２を制御する。

第１切替弁４１は、第１冷却器１０のＨＶ冷媒循環路１１と、第２冷却器２０のＥＧ冷媒循環路２１と、第３冷却器３０のオイルクーラ３３に接続されている。第１切替弁４１は、オイルクーラ３３の接続先を、ＨＶ冷媒循環路１１とＥＧ冷媒循環路２１のいずれかに切り替える。別言すれば、第１切替弁４１は、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導く状態と、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導く状態を切り替える。第２切替弁４２も、第１冷却器１０のＨＶ冷媒循環路１１と、第２冷却器２０のＥＧ冷媒循環路２１と、第３冷却器３０のオイルクーラ３３に接続されている。第２切替弁４２は、コントローラ４０によって、オイルクーラ３３を通過した冷媒が、もとの冷却器（もとの冷媒循環路）に戻るように、切り替えられる。

コントローラ４０が第１切替弁４１と第２切替弁４２、及び、切替弁１５、１６、２５、２６を制御することによって、ＨＶ冷媒とＥＧ冷媒のいずれかをオイルクーラ３３に循環させる。コントローラ４０は、上記した切替弁を制御することによって、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力が小さくなるように、オイルクーラ３３へ導く冷媒を切り替える。

第１切替弁４１は、ＨＶ冷媒とＥＧ冷媒のいずれかをオイルクーラ３３に導く。コントローラ４０は、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力が小さく方の冷媒をオイルクーラ３３に導くように第１切替弁４１を制御する。コントローラ４０は、第１切替弁４１と連動して、オイルクーラ３３を通過した冷媒がもとの冷却器の冷媒循環路へ戻るように第２切替弁４２を制御する。さらに、コントローラ４０は、第１切替弁４１と連動して、切替弁１５、１６、２５、２６を制御する。すなわち、コントローラ４０は、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力が小さく方の冷媒を対応する冷媒循環路からオイルクーラ３３に導き、同じ冷媒循環路に戻るように、第１切替弁４１、第２切替弁４２、及び、切替弁１５、１６、２５、２６を制御する。

以下、コントローラ４０が実行する制御を説明する前に、先に述べたマップについて説明する。図２にマップの一例を示す。図２（Ａ）−（Ｄ）は、第１−第４マップを示している。第１マップと第２マップは、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を与えるマップである。第１マップは、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を定めている。第２マップは、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導かない場合のＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を定めている。第１マップは、電力変換器６０とともに第３冷媒を冷却するときに使われるマップであるので、同じＨＶ水温に対する目標出力は第２マップ（第３冷媒を冷却しない場合のマップ）の目標出力よりも大きくなる。

コントローラ４０は、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は第１マップを使い、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を定める。コントローラ４０は、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導かない場合は第２マップを使い、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力を定める。目標出力を定めた後、コントローラ４０は、ＨＶポンプ１２の実際の出力が目標出力に追従するようにＨＶポンプ１２を制御する。

第３マップと第４マップは、ＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を与えるマップである。第３マップは、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を定めている。第４マップは、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導かない場合のＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を定めている。第３マップは、エンジン７０とともに第３冷媒を冷却するときに使われるマップであるので、同じＥＧ水温に対する目標出力は第４マップ（第３冷媒を冷却しない場合のマップ）の目標出力よりも大きくなる。

コントローラ４０は、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は第３マップを使い、ＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を定める。コントローラ４０は、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導かない場合は第４マップを使い、ＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力を定める。目標出力を定めた後、コントローラ４０は、ＥＧポンプ２２の実際の出力が目標出力に追従するようにＥＧポンプ２２を制御する。

コントローラ４０は、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は、第１マップを使ってＨＶポンプ１２を制御し、第４マップを使ってＥＧポンプ２２を制御する。コントローラ４０は、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は、第２マップを使ってＨＶポンプ１２を制御し、第３マップを使ってＥＧポンプ２２を制御する。

図２に示したそれぞれのマップの縦軸は目標出力を示している。コントローラ４０は、ポンプの実際の出力が目標出力に追従するようにそれぞれのポンプを制御するので、図２に示したそれぞれのマップは、ポンプの消費電力に対応している。従って、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は、ＨＶ水温に対応する第１マップの目標出力と、ＥＧ水温に対する第４マップの目標出力から、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力を求めることができる。また、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合は、ＨＶ水温に対応する第２マップの目標出力と、ＥＧ水温に対する第３マップの目標出力から、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力を求めることができる。コントローラ４０は、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合の総消費電力と、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導く場合の総消費電力を計算し、総消費電力が小さくなる方の冷媒をオイルクーラ３３に導くように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御する。

図３−図５に、コントローラ４０が第１切替弁４１と第２切替弁４２の切替制御のフローチャートを示す。図３−図５を参照して、コントローラ４０が実行する処理を説明する。なお、切替弁１５、１６、２５、２６は、第１切替弁４１の状態に応じて制御されるので、それら切替弁１５、１６、２５、２６の制御については説明は省略する。

図３−図５の処理は、一定の周期（例えば５秒毎）に繰り返し実行される。コントローラ４０は、まず、ＨＶ温度センサ１７からＨＶ水温を取得するとともに、ＥＧ温度センサ２７からＥＧ水温を取得する（ステップＳ１２）。

続いてコントローラ４０は、ＨＶ水温と第１−第４マップから、第１総消費電力と第２総消費電力を算出する（ステップＳ１３）。第１総消費電力とは、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の消費電力の和である。先に述べたように、第１総消費電力は、ＨＶ水温に対応する第１マップの目標出力と、ＥＧ水温に対する第４マップの目標出力から算出することができる。第２総消費電力とは、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の消費電力の和である。先に述べたように、第２総消費電力は、ＨＶ水温に対応する第２マップの目標出力と、ＥＧ水温に対する第３マップの目標出力から算出することができる。

第１、第２総消費電力が算出できたら、コントローラ４０は、両者を比較する（ステップＳ１４）。第１総消費電力が第２総消費電力よりも小さい場合、コントローラ４０は、ＨＶ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように、第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御し、ＨＶ冷媒循環路１１をオイルクーラ３３に接続する（ステップＳ１４：ＹＥＳ、Ｓ１５）。一方、第１総消費電力が第２総消費電力よりも大きい場合、コントローラ４０は、ＥＧ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように、第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御し、ＥＧ冷媒循環路２１をオイルクーラ３３に接続する（ステップＳ１４：ＮＯ、Ｓ１６）。

なお、図３の例では、第１総消費電力と第２総消費電力が等しい場合は、ステップＳ１６に移行する。第１総消費電力と第２総消費電力が等しい場合は、ステップＳ１５に移行するようにしてもよい。

以上の処理を繰り返すことで、コントローラ４０は、ＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の消費電力の合計が小さくなるように、オイルクーラ３３へ導く冷媒を選択する。すなわち、冷却システム２は、総消費電力を抑えることができる。なお、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＨＶポンプ１２の消費電力の増分は、ＨＶ温度に依存して変化する。また、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導く場合のＥＧポンプ２２の消費電力の増分は、ＥＧ水温に依存して変化する。従って、ＨＶ水温とＥＧ水温の組み合わせによって、消費電力を抑えるためにオイルクーラ３３へ導く冷媒が変わり得る。

ステップＳ１５の次は、図４のフローチャートのステップＳ２２へ続く。ステップＳ２２からステップＳ２６までの処理は、ＨＶ冷媒がオイルクーラ３３へ導かれている場合に電力変換器６０のスイッチング素子６１の温度が高くなった場合の処理である。

ステップＳ２２では、コントローラ４０は、スイッチング素子６１の温度（素子温度）を第１素子温度閾値と比較する。素子温度は、電力変換器６０が備えている温度センサ６２から取得することができる。また、コントローラ４０は、今回計測された素子温度と過去に計測された素子温度から、素子温度が上昇中であるか否かもチェックする。

ステップＳ２２の条件が成立しない場合は、素子温度がまだ余裕のある温度範囲に属することを意味するので、コントローラ４０はそのまま処理を終了する（ステップＳ２２：ＮＯ、リターンへ）。素子温度が第１素子温度閾値を超えており、かつ、素子温度が上昇中の場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、コントローラ４０は、ステップＳ２３の処理へ移る。ステップＳ２２の条件が成立する場合は、素子温度が上限温度に近づいていることを意味する。その場合、コントローラ４０は、オイルクーラ３３へ導く冷媒をＨＶ冷媒からＥＧ冷媒へ切り替えるが（ステップＳ２５）、その前に、コントローラ４０は、ＥＧポンプ２２の制御用のマップを第４マップ（ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導かないときのマップ）から第３マップ（ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導くときのマップ）に切り替える（ステップＳ２３）。コントローラ４０は、第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御してオイルクーラ３３に導く冷媒を切り替えるのに先立ってＥＧポンプ２２の制御用のマップを、オイルクーラ３３へもＥＧ冷媒を送るときのマップ（第３マップ）に切り替えておく。このマップ切替によって、ＥＧ水温に対するＥＧポンプ２２の目標出力が高められる。

コントローラ４０は、マップ切替後に所定の時間待機した後に（ステップＳ２４）、ＥＧ冷媒循環路２１をオイルクーラ３３に接続するように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御し、オイルクーラ３３へ導く冷媒をＨＶ冷媒からＥＧ冷媒へ切り替える（ステップＳ２５）。

オイルクーラ３３に供給する冷媒を切り替えるよりも所定の時間だけ前にＥＧポンプ２２の制御用のマップを第３マップに切り替えることで、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導く前に第２冷却器２０の冷却性能が高められる。そのような処理を行うことで、冷媒を切り替えた直後に第３冷媒（第３冷却器３０の冷媒）をよく冷却することができるようになる。

コントローラ４０は、素子温度が第２素子温度閾値を下回るまで、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３へ導き続ける（ステップＳ２６：ＮＯ）。素子温度が第２素子温度閾値を下回ったら、コントローラ４０は、ステップＳ２６のループを抜け、処理を終了する（ステップＳ２６：ＹＥＳ、リターン）。第２素子温度閾値は、第１素子温度閾値よりも低い値に設定されている。素子温度が正常な範囲（第２素子温度閾値を下回る範囲）に戻ったら、次の周期に図３の処理が実行される。すなわち、総消費電力が低くなる方の冷媒をオイルクーラ３３へ導く処理（図３のステップＳ１４の判断）が実行される。

図３のステップＳ１６の次は、図５のフローチャートのステップＳ３２へ続く。ステップＳ３２からステップＳ３８までの処理は、ＥＧ冷媒がオイルクーラ３３へ導かれている場合にモータ８０の温度が高くなった場合の処理である。

ステップＳ３２では、コントローラ４０は、モータ８０の温度（モータ温度）を第１モータ温度閾値と比較する。モータ温度は、モータ８０が備えている温度センサ８２から取得することができる。また、コントローラ４０は、今回計測されたモータ温度と過去に計測されたモータ温度から、モータ温度が上昇中であるか否かもチェックする。

ステップＳ３２の条件が成立しない場合は、モータ温度がまだ余裕のある温度範囲に属することを意味するので、コントローラ４０はそのまま処理を終了する（ステップＳ３２：ＮＯ，リターンへ）。モータ温度が第１モータ温度閾値を超えており、かつ、モータ温度が上昇中の場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、コントローラ４０は、ステップＳ３３の処理へ移る。ステップＳ３２の条件が成立する場合は、モータ温度が上限温度に近づいていることを意味する。その場合、コントローラ４０は、オイルクーラ３３へ導く冷媒をＥＧ冷媒からＨＶ冷媒へ切り替えるが（ステップＳ３５）、その前に、コントローラ４０は、ＨＶポンプ１２の制御用のマップを第２マップ（ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導かないときのマップ）から第１マップ（ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導くときのマップ）に切り替える（ステップＳ３３）。

コントローラ４０は、第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御してオイルクーラ３３に導く冷媒を切り替えるのに先立ってＨＶポンプ１２の制御用のマップをオイルクーラ３３へもＨＶ冷媒を送るときのマップ（第１マップ）に切り替えておく。このマップ切替によって、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力が高められる。

さらにコントローラ４０は、ＨＶ温度センサ１７で計測するＨＶ水温に対して所定の正値のオフセットを加算するように設定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の処理が実行された後は、コントローラ４０は、第１マップを参照してＨＶポンプ１２の目標出力を定める際、ＨＶ水温にオフセットを加えた値（オフセットＨＶ水温）を使って目標出力を定める。ステップＳ３４の処理によって、ＨＶ水温に対するＨＶポンプ１２の目標出力がさらに高まる。

コントローラ４０は、マップ切替後に所定の時間待機した後に（ステップＳ３５）、ＨＶ冷媒循環路１１をオイルクーラ３３に接続するように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御し、オイルクーラ３３へ導く冷媒をＥＧ冷媒からＨＶ冷媒へ切り替える（ステップＳ３６）。

オイルクーラ３３に供給する冷媒を切り替えるよりも所定の時間だけ前にＨＶポンプ１２の制御用のマップを第１マップに切り替えることで、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導く前に第１冷却器１０の冷却性能が高められる。そのような処理を行うことで、冷媒を切り替えた直後に第３冷媒（第３冷却器３０の冷媒）をよく冷却することができるようになる。

コントローラ４０は、モータ温度が第２モータ温度閾値を下回るまで、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３へ導き続ける（ステップＳ３７：ＮＯ）。モータ温度が第２モータ温度閾値を下回ったら、コントローラ４０は、ステップＳ３７のループを抜ける（ステップＳ３７：ＹＥＳ）。コントローラ４０は、ステップＳ３４で設定したオフセットを外し（ステップＳ３８）、処理を終了する。第２モータ温度閾値は、第１モータ温度閾値よりも低い値に設定されている。モータ温度が正常な範囲（第２モータ温度閾値を下回る範囲）に戻ったら、次の周期に図３の処理が実行される。すなわち、総消費電力が低くなる方の冷媒をオイルクーラ３３へ導く処理（図３のステップＳ１４の判断）が実行される。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図３の処理は、次の通りに要約することができる。コントローラ４０は、ＨＶ水温とＥＧ水温と第１−第４マップに基づいて、ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に導いた場合のＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力（第１総消費電力）を算出する。同様に、コントローラ４０は、ＨＶ水温とＥＧ水温と第１−第４マップに基づいて、ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に導いた場合のＨＶポンプ１２とＥＧポンプ２２の総消費電力（第２総消費電力）を算出する。コントローラ４０は、ＨＶ冷媒とＥＧ冷媒のうち、総消費電力が小さくなる方の冷媒がオイルクーラ３３へ導かれるように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御する。そのような処理により、冷却システム２の消費電力を抑えることができる。すなわち、電力変換器６０とモータ８０とエンジン７０の冷却効率を高めることができる。

図４の処理は、次の通りに要約することができる。コントローラ４０は、ＨＶ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御している間に、電力変換器６０が備えている電力変換用のスイッチング素子６１の温度が第１素子温度閾値を超えており、かつ、スイッチング素子６１の温度が上昇中である場合、ＥＧポンプの制御に用いるマップを第４マップから第３マップに切り替える。次にコントローラ４０は、マップ切替後に所定の時間だけ待機した後に、スイッチング素子６１の温度が第２素子温度閾値を下回るまで、ＥＧ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御する。

図３の処理によって、ＨＶ冷媒とＥＧ冷媒のうち、消費電力が小さくなる方の冷媒を使って第３冷媒を冷却する。ＨＶ冷媒をオイルクーラ３３に供給すると、電力変換器６０のスイッチング素子６１に対する冷却能力が不足する状況が生じ得る。一般に、モータ８０よりも電力変換器６０（スイッチング素子６１）の上限温度が低い。それゆえ、第１冷却器１０の冷却能力が不足した場合は、モータ８０よりも電力変換器６０（スイッチング素子６１）の方が、温度条件が厳しくなる。それゆえ、図４の処理によって、電力変換器６０（スイッチング素子６１）の過度の温度上昇を防ぐことができる。

図５の処理は、次の通りに要約することができる。コントローラ４０は、ＥＧ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御している間に、モータ８０の温度が第１モータ温度閾値を超えており、かつ、モータ８０の温度が上昇中である場合、ＨＶポンプ１２の制御に用いるマップを第２マップから第１マップに切り替える。続いてコントローラ４０は、マップ切替後に所定の時間だけ待機した後に、モータの温度が第２モータ温度閾値を下回るまで、ＨＶ冷媒がオイルクーラ３３に導かれるように第１切替弁４１と第２切替弁４２を制御する。

図３の処理によって、ＨＶ冷媒とＥＧ冷媒のうち、消費電力が小さくなる方の冷媒を使って第３冷媒を冷却する。ＥＧ冷媒をオイルクーラ３３に供給すると、第２冷却器２０の冷却能力が不足する状況が生じ得る。一般に、エンジン７０よりもモータ８０の上限温度が低い。それゆえ、第２冷却器２０の冷却能力が不足した場合は、エンジン７０よりもモータ８０の方が、温度条件が厳しくなる。それゆえ、図５の処理によって、モータ８０の過度の温度上昇を防ぐことができる。

さらに、スイッチング素子６１の温度上限値がモータ８０の温度上限値よりも低く、さらにはエンジン７０の温度上限値よりも低い。従って、オイルクーラ３３に供給する冷媒をＥＧ冷媒からＨＶ冷媒に切り替えた直後、ＨＶ冷媒の温度が過度に上昇してしまうおそれがある。そこで、正値のオフセットをＨＶ水温に加算した値（オフセットＨＶ水温）を使って第１マップからＨＶポンプ１２の目標出力を定める（図５のステップＳ３４）。ステップＳ３４の処理によって、冷媒を切り替えた後のＨＶポンプ１２の出力を通常時よりも高め、ＨＶ冷媒の温度が過度に高くなってしまうことを防止する。

その他の留意点について述べる。実施例の最初に述べたように、ＨＶ冷媒は第１冷媒であり、ＥＧ冷媒は第２冷媒である。オイルクーラ３３は、熱交換器の一例である。オフセットＨＶ水温がオフセット冷媒温度の一例である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。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し得るものであり、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。

２：冷却システム
１０：第１冷却器
１１：ＨＶ冷媒循環路（第１冷媒循環路）
１２：ＨＶポンプ（第１ポンプ）
１３：ＨＶラジエータ（第１ラジエータ）
１４：ＨＶリザーブタンク（第１リザーブタンク）
１５、１６、２５、２６：切替弁
１７：ＨＶ温度センサ
２０：第２冷却器
２１：ＥＧ冷媒循環路（第２冷媒循環路）
２２：ＥＧポンプ（第２ポンプ）
２３：ＥＧラジエータ（第２ラジエータ）
２４：ＥＧリザーブタンク（第２リザーブタンク）
２７：ＥＧ温度センサ
３０：第３冷却器
３１：第３冷媒循環路
３２：第３ポンプ
３３：オイルクーラ
４０：コントローラ
４１：第１切替弁
４２：第２切替弁
６０：電力変換器
６１：スイッチング素子
６２、８２：温度センサ
７０：エンジン
８０：モータ
９０：ハイブリッド車
９１：バッテリ

Claims (4)

1. エンジンと、電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器とを備えているハイブリッド車用の冷却システムであって、
   第１ポンプで第１冷媒を循環させて前記電力変換器を冷却する第１冷却器と、
   第２ポンプで第２冷媒を循環させて前記エンジンを冷却する第２冷却器と、
   第３冷媒で前記モータを冷却する第３冷却器であって、前記第１冷媒または前記第２冷媒と前記第３冷媒との間で熱交換する熱交換器を備えている第３冷却器と、
   前記第１冷却器の第１冷媒循環路と前記第２冷却器の第２冷媒循環路と前記熱交換器に接続されており、前記第１冷媒を前記熱交換器に導く状態と前記第２冷媒を前記熱交換器に導く状態を切り替える第１切替弁と、
   前記第１冷媒循環路と前記第２冷媒循環路と前記熱交換器に接続されており、前記熱交換器を通過した前記第１冷媒または前記第２冷媒をもとの冷却器へ戻す第２切替弁と、
   前記第１切替弁と前記第２切替弁を制御するコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、
   前記第１冷媒を前記熱交換器へ導く場合の前記第１冷媒の温度に対する前記第１ポンプの出力を定めている第１マップと、
   前記第１冷媒を前記熱交換器へ導かない場合の前記第１冷媒の温度に対する前記第１ポンプの出力を定めている第２マップと、
   前記第２冷媒を前記熱交換器へ導く場合の前記第２冷媒の温度に対する前記第２ポンプの出力を定めている第３マップと、
   前記第２冷媒を前記熱交換器へ導かない場合の前記第２冷媒の温度に対する前記第２ポンプの出力を定めている第４マップと、
   を備えており、
   前記第１冷媒の温度と前記第２冷媒の温度と前記第１−第４マップに基づいて、前記第１冷媒を前記熱交換器に導いた場合の前記第１ポンプと前記第２ポンプの総消費電力と、前記第２冷媒を前記熱交換器に導いた場合の前記第１ポンプと前記第２ポンプの総消費電力とを算出し、
   前記第１冷媒と前記第２冷媒のうち、前記総消費電力が小さくなる方の冷媒が前記熱交換器へ導かれるように前記第１、第２切替弁を制御する、
   冷却システム。
2. 前記コントローラは、
   前記第１冷媒が前記熱交換器に導かれるように前記第１、第２切替弁を制御している間に、前記電力変換器が備えている電力変換用のスイッチング素子の温度が所定の第１素子温度閾値を超えており、かつ、前記スイッチング素子の温度が上昇中である場合、
   前記第２ポンプの制御に用いるマップを前記第４マップから前記第３マップに切り替え、
   マップ切替後に所定の時間だけ待機した後に、前記スイッチング素子の温度が第２素子温度閾値を下回るまで、前記第２冷媒が前記熱交換器に導かれるように前記第１、第２切替弁を制御する、請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記コントローラは、
   前記第２冷媒が前記熱交換器に導かれるように前記第１、第２切替弁を制御している間に、前記モータの温度が所定の第１モータ温度閾値を超えており、かつ、前記モータの温度が上昇中である場合、
   前記第１ポンプの制御に用いるマップを前記第２マップから前記第１マップに切り替え、
   マップ切替後に所定の時間だけ待機した後に、前記モータの温度が第２モータ温度閾値を下回るまで、前記第１冷媒が前記熱交換器に導かれるように前記第１、第２切替弁を制御する、請求項１または２に記載の冷却システム。
4. 前記コントローラは、
   前記第２冷媒が前記熱交換器に導かれるように前記第１、第２切替弁を制御している間に、前記モータの温度が前記第１モータ温度閾値を超えており、かつ、前記モータの温度が上昇中である場合、前記第１冷媒の温度に所定の正値のオフセットを加えたオフセット冷媒温度と前記第１マップを使って前記第１ポンプの出力を決定する、請求項３に記載の冷却システム。

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