JP2022099416A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】充電開始時に、充電器用冷却経路の温度を適切な温度にする。【解決手段】メインバッテリ１５の充電開始前に、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａより高いとき、第１制御または第２制御を実行する。第１制御は、冷却水路９２の冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１より低く、かつ、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂ以下の場合、冷却水路９１と冷却水路９２の冷却水が熱交換を行う。第２制御は、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高い場合、チラー装置１３ａにより、冷却を行う。【選択図】図２

Description

本開示は、車両に関し、より特定的には、車両に搭載された機器の冷却技術に関する。

近年、バッテリと、モータジェネレータと、バッテリの電力を用いてモータジェネレータを駆動する駆動装置（インバータなど）とが搭載された車両の普及が進んでいる。車載のバッテリや駆動装置などを冷却する冷却システムが提案されている。

たとえば特開２０１８－１５３０７４号公報（特許文献１）には、外部電力を車載充電器で電力変換してバッテリを充電可能な車載電源装置が開示されている。特許文献１に開示の車載電源装置は、充電器側からバッテリ側に向かって冷却媒体を流通させて、充電器とバッテリとを共通の冷却媒体で冷却する冷却部を備えている。

特開２０１８－１５３０７４号公報

充電器や駆動装置を構成するパワー半導体（パワー素子）の最適温度とバッテリの最適温度は異なり、また、バッテリは積極的に暖機する必要もある。このため、充電器と駆動装置を冷却するための充電器用冷却経路と、バッテリを冷却するためのバッテリ用冷却経路を分けて冷却機構を構成することが好ましい。このような冷却機構の構成では、車両の走行時に駆動装置が発熱するため、走行後にバッテリの充電を行う際、充電器用冷却経路の温度が高温になっている場合が多い。

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、充電開始時に、充電器用冷却経路の温度を適切な温度にすることである。

本開示の車両は、回転電機と、回転電機を駆動する駆動装置と、蓄電装置と、蓄電装置を充電する充電器と、充電器と前記電力変換装置を冷却するための冷媒が流通する第１冷媒路と、蓄電装置を冷却するための冷媒が流通する第２冷媒路と、第１冷媒路を流通する冷媒を冷却可能なチラー装置と、第１冷媒路と第２冷媒路における冷媒の流通と、チラー装置を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、蓄電装置の充電開始前に、第１冷媒路の冷媒温度が第１所定温度より高いとき、第１制御または第２制御を実行するよう構成されている。第１制御は、第２冷媒路の冷媒温度が第１冷媒路の冷媒温度より低く、かつ、第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度以下の場合、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒が熱交換を行うように制御するものである。第２制御は、第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度より高い場合、チラー装置で第１冷媒路を流通する冷媒を冷却するように制御するものである。

この構成によれば、蓄電装置の充電開始前に充電器と前記電力変換装置を冷却するための冷媒が流通する第１冷媒路の冷媒温度が、第１所定温度より高いとき、第１制御または第２制御が実行される。蓄電装置を冷却するための冷媒が流通する第２冷媒路の冷媒温度が、第１冷媒路の冷媒温度より低く、かつ、第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度以下の場合、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒が熱交換を行う、第１制御を実行する。第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度以下のときは、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒との熱交換により第１冷媒路の冷媒の温度を低下させ、充電開始前に、第１冷媒路の冷媒温度を適切な温度にする。

第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度より高い場合、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒との熱交換によっては、第１冷媒路の冷媒の温度が適切な温度まで低下し難いので、チラー装置で第１冷媒路を流通する冷媒を冷却する第２制御を実行し、充電開始前に、第１冷媒路の冷媒温度を適切な温度にする。

本開示によれば、充電開始時に、充電器用冷却経路（第１冷媒路）の温度を適切な温度にすることができる。

車両１の構成を概略的に示すブロック図である。 冷却システム１９の構成の一例を模式的に示す図である。 ＥＣＵ１０で実行される処理を示す概略フローチャートである。 変形例１の冷却システム１９ａの構成を模式的に示す図である。 変形例２の冷却システム１９ｂの構成を模式的に示す図である。 変形例２において、ＥＣＵ１０で実行される処理を示す概略フローチャートである。

以下、本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、その説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係る車両１の構成を概略的に示すブロック図である。車両１は、充電設備２と充電ケーブル３により電気的に接続されることにより、充電設備２から供給される電力による充電（外部充電）が可能とされている。

車両１は、本実施の形態ではプラグインハイブリッド車両である。しかし、車両１は、外部充電が可能に構成された車両であれば、たとえば電気自動車であってもよい。充電設備２は、ユーザの自宅または公共の充電スタンド等に設置されている。充電設備２は、系統電源からの交流電力を供給する、いわゆる普通充電設備である。

車両１は、充電インレット１１と、充電器１２と、充電リレー１４１と、メインバッテリ１５と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１４２と、補機ＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、補機バッテリ１７と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１８と、冷却システム１９と、モータジェネレータ４１，４２と、エンジン４３と、動力分割装置４４と、駆動輪４５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、イグニッションスイッチ５とを備える。

充電インレット１１は、嵌合等の機械的な連結を伴って充電ケーブル３の充電コネクタ３１を挿入することが可能に構成されている。充電インレット１１への充電コネクタ３１の挿入に伴い、車両１と充電設備２との間の電気的な接続が確保される。

充電器１２は、充電インレット１１と充電リレー１４１との間に電気的に接続されたＡＣ／ＤＣコンバータ（インバータ）である。充電器１２は、充電設備２から充電インレット１１を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を充電リレー１４１に出力する。ただし、充電器１２がＡＣ／ＤＣ変換動作を行うことは必須ではない。充電設備２が急速充電設備であり、直流電力が供給される場合には、充電器１２がＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。充電器１２を構成するパワー半導体（パワー素子）として、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられてよい。

充電リレー１４１は、充電器１２とＳＭＲ１４２との間に電気的に接続されている。充電リレー１４１は、ＥＣＵ１０からの指令に応じて、充電器１２とＳＭＲ１４２との間を接続状態（閉成状態）と遮断状態（開放状態）とのうちのいずれか一方から他方に切り替え可能に構成されている。たとえば、充電リレー１４１は、充電器１２によるメインバッテリ１５の充電が要求される場合に閉成状態になるように制御される。また、充電リレー１４１は、充電器１２によるメインバッテリ１５の充電が要求されていない場合に開放状態になるように制御される。

メインバッテリ１５は組電池を含む。組電池を構成する各セルは、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池等の二次電池である。メインバッテリ１５は、車両１の駆動力を発生させるための電力をモータジェネレータ４２に供給する。また、メインバッテリ１５は、モータジェネレータ４１により発電された電力を蓄える。なお、メインバッテリ１５は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。メインバッテリ１５に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを採用してもよい。

ＳＭＲ１４２は、充電リレー１４１とメインバッテリ１５との間に電気的に接続されているとともに、ＰＣＵ１８とメインバッテリ１５との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ１４２は、ＥＣＵ１０からの指令に応じて、充電リレー１４１とメインバッテリ１５との間およびＰＣＵ１８とメインバッテリ１５との間を、接続状態と遮断状態とのうちのいずれか一方から他方に切り替え可能に構成されている。充電リレー１４１が閉成され、かつＳＭＲ１４２が閉成されると、充電器１２から供給される電力によりメインバッテリ１５を充電することが可能となる。また、ＳＭＲ１４２が閉成されると、ＰＣＵ１８とメインバッテリ１５との間での電力伝送が可能となる。これにより、車両１がモータジェネレータ４１、４２を用いて走行することが可能となる。

補機ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、充電リレー１４１またはＳＭＲ１４２と補機バッテリ１７との間に電気的に接続されている。補機ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、ＥＣＵ１０からの指令に従って補機バッテリ１７を充電する。

補機バッテリ１７は、車両１に備えられたエアコン１３および各種補機（図示せず）を動作させるための二次電池である。補機バッテリ１７は、たとえば鉛蓄電池である。

ＰＣＵ１８は、ＥＣＵ１０からの指令に従って、メインバッテリ１５とモータジェネレータ４１、４２との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ１８は、モータジェネレータ４１、４２の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されている。そのため、ＰＣＵ１８は、たとえば、モータジェネレータ４１を回生状態（発電状態）にしつつ、モータジェネレータ４２を力行状態にすることができる。ＰＣＵ１８は、たとえば、モータジェネレータ４１、４２に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧をメインバッテリ１５の出力電圧以上に昇圧するコンバータ（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。ＰＣＵ１８は、本開示に係る「駆動装置」に相当する。なお、ＰＣＵ１８を構成するパワー半導体（パワー素子）として、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられてよい。

冷却システム１９は、ＥＣＵ１０からの指令に従って、メインバッテリ１５、充電器１２、ＰＣＵ１８等を冷却可能に構成されている。冷却システム１９の詳細な構成については図２にて説明する。

モータジェネレータ４１，４２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ４１は、主として、動力分割装置４４を経由してエンジン４３により駆動される発電機として用いられる。モータジェネレータ４１が発電した電力は、ＰＣＵ１８を介してモータジェネレータ４２またはメインバッテリ１５に供給される。また、モータジェネレータ４１は、エンジン４３のクランキングを行うことも可能である。

モータジェネレータ４２は、主として電動機として動作し、駆動輪４５を駆動する。モータジェネレータ４２は、メインバッテリ１５からの電力およびモータジェネレータ４１の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動される。モータジェネレータ４２の駆動力は駆動軸に伝達される。一方、車両１の制動時または下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ４２は、発電機として動作して回生発電を行う。モータジェネレータ４２が発電した電力は、ＰＣＵ１８を介してメインバッテリ１５に供給される。モータジェネレータ４１、４２のうちの少なくとも一方は、本開示に係る「回転電機」に相当する。

エンジン４３は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する、内燃機関である。

動力分割装置４４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構（図示せず）を含む。動力分割装置４４は、エンジン４３から出力される動力を、モータジェネレータ４１を駆動する動力と、駆動輪４５を駆動する動力とに分割する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ１０は、各センサ等からの信号に応じて、車両１が所望の状態となるように機器類を制御する。本実施の形態においてＥＣＵ１０により実行される主要な制御として、冷却システム１９の制御が挙げられる。冷却システム１９の制御については後に説明する。

イグニッションスイッチ５は、ユーザによる車両１の駆動システムの起動操作（イグニッションオン操作）および駆動システムの停止操作（イグニッションオフ操作）を受け付ける。以下、イグニッションオン操作を「ＩＧ－ＯＮ操作」と記載し、イグニッションオフ操作を「ＩＧ－ＯＦＦ操作」と記載する。

ＩＧ－ＯＮ操作が行なわれると、ＩＧ－ＯＮ信号がイグニッションスイッチ５からＥＣＵ１０に出力される。ＥＣＵ１０は、ＩＧ－ＯＮ信号を受けると、車両１の駆動システムをシステム停止状態（ＲｅａｄｙＯＦＦ状態）からシステム起動状態（ＲｅａｄｙＯＮ状態）へと遷移させる。より具体的には、ＥＣＵ１０は、ＳＭＲ１４２を開放状態から閉成状態へと切り替える。そうすると、メインバッテリ１５とＰＣＵ１８との間で電力の授受が可能な状態となる。ＥＣＵ１０は、モータジェネレータ４１，４２およびエンジン４３が駆動力を発生し得る状態となるように車両１を制御する。

一方、ＩＧ－ＯＦＦ操作が行なわれると、ＩＧ－ＯＦＦ信号がイグニッションスイッチ５からＥＣＵ１０に出力される。ＥＣＵ１０は、ＩＧ－ＯＦＦ信号を受けると、車両１をＲｅａｄｙＯＮ状態からＲｅａｄｙＯＦＦ状態へと遷移させる。より具体的には、ＥＣＵ１０は、ＳＭＲ１４２を閉成状態から開放状態へと切り替える。これにより、メインバッテリ１５の入出力電流が遮断される。

しかし、ＩＧ－ＯＦＦ操作が行われた状態であっても、充電コネクタ３１が充電インレット１１に挿入され、メインバッテリ１５を充電するための充電要求が発生した場合には、ＥＣＵ１０は、充電リレー１４１およびＳＭＲ１４２を閉成する。これにより、充電設備２から供給される電力によりメインバッテリ１５に充電することが可能になる。

＜冷却システムの構成＞
図２は、冷却システム１９の構成の一例を示す図である。本実施の形態における冷却システム１９は、冷媒として冷却水を循環させる液冷式の冷却システムである。冷却システム１９は、電動ウォータポンプ６１、６２と、リザーブタンク６５と、ラジエータ６６と、電磁弁（三方弁）７１、７２と、熱交換器８１、８２、８３、８４と、冷却水路９１、９２とを含む。

冷却水路９１は、電動ウォータポンプ６１と、熱交換器８１と、熱交換器８２と、熱交換器８３と、電磁弁７１と、ラジエータ６６と、リザーブタンク６５とを連結する。冷却水路９２は、電動ウォータポンプ６２と、熱交換器８４と、電磁弁７２と、ラジエータ６６とを連結する。なお、冷却水路９１は本開示に係る「第１冷媒路」に相当し、冷却水路９２は本開示に係る「第２冷媒路」に相当する。

冷却水路９１において、電動ウォータポンプ６１が作動すると、電動ウォータポンプ６１から吐出された冷却水は、熱交換器８１、熱交換器８２、熱交換器８３の順に冷却水路９１を流通し、電磁弁７１を介してラジエータ６６に流入し、外気と熱交換を行い冷却されたあと、電動ウォータポンプ６１に戻り、冷却水路９１内を循環する。

リザーブタンク６５は、ラジエータ６６と電動ウォータポンプ６１との間に接続されており、冷却システム１９を循環する冷却水の一部を貯留し、冷却システム１９の稼働に伴う冷却水の容量の増減を吸収するように構成されている。

熱交換器８１は、冷却水路９１を流通する冷却水と充電器１２との間の熱交換により充電器１２を冷却する。熱交換器８２は、冷却水路９１を流通する冷却水と、ＰＣＵ１８との間の熱交換によりＰＣＵ１８を冷却する。

熱交換器８３は、冷却水路９１を流通する冷却水と、モータジェネレータ４１、４２を冷却するオイルクーラ（図示せず）との間で熱交換を行うことにより、モータジェネレータ４１、４２を冷却する。

なお、熱交換器８３とラジエータ６６の間の冷却水路９１には、電磁弁７１を介してバイパス通路９１２が設けられており、電磁弁７１を制御することにより、冷却水路９１の冷却水は、ラジエータ６６をバイパスして循環することが可能とされている。

冷却水路９２において、電動ウォータポンプ６２が作動すると、電動ウォータポンプ６２から吐出された冷却水は、熱交換部９２ａ、熱交換器８４を流通し、電磁弁７２を介してラジエータ６６に流入し、外気と熱交換を行い冷却されたあと、電動ウォータポンプ６２に戻り、冷却水路９２内を循環する。

熱交換器８４は、冷却水路９２を流通する冷却水とメインバッテリ１５との熱交換によりメインバッテリ１５を冷却する。

図２に示すように、冷却水路９１を流通する冷却水と冷却水路９２を流通する冷却水は、ラジエータ６６に流入し、ラジエータ６６内で混合することにより、互いに熱交換を行うとともに、外気と熱交換を行う。

なお、冷却水路９２には、熱交換器８４をバイパスするバイパス通路９２１、および、ラジエータ６６をバイパスするバイパス通路９２２が接続されており、電磁弁７２を制御することにより、冷却水路９２の冷却水は、熱交換器８４をバイパスして循環すること、および、ラジエータ６６をバイパスして循環することが可能とされている。

冷却水路９１には、熱交換器８１の出口側の冷却水温度Ｔｗ１を検出する温度センサ６が設けられており、冷却水路９２には、熱交換器８４の出口側の冷却水温度Ｔｗ２を検出する温度センサ７が設けられている。

本実施の形態では、エアコン１３の冷凍サイクルを利用して、冷却水路９２の冷却水を冷却するチラー装置１３ａを構成している。本実施の形態において、エアコン１３は、電動コンプレッサ１３１と、コンデンサ１３２と、レシーバ１３４と、膨張弁１３５、１３６と、遮断弁１３７と、エバポレータ１３８と、熱交換器１３９とを備える。

エアコン１３が作動すると、電動コンプレッサ１３１が冷媒（エアコンガス）を圧縮する。電動コンプレッサ１３１で圧縮され高温高圧となった冷媒は、コンデンサ１３２で冷却されて液化し、液化できなかった冷媒をレシーバ１３４で分離したあと、膨張弁１３５からエバポレータ１３８内へ噴射される。エバポレータ１３８内に噴射された冷媒が気化することにより、エバポレータ１３８周囲の熱を奪い、エバポレータ１３８を通過するブロアファン（図示せず）の風が冷風となり車室内を冷房する。

エアコン１３が作動しているとき、遮断弁１３７を開放すると、コンデンサ１３２で液化した冷媒が、膨張弁１３６から熱交換器１３９内へ噴射される。熱交換器１３９内に噴射された冷媒が気化することにより、冷却水路９２の熱交換部９２ａを流れる冷却水から熱が奪われることにより、冷却水路９２の冷却水が冷却される。熱交換器１３９と熱交換部９２ａにより、チラー装置１３ａが構成される。

図３は、ＥＣＵ１０で実行される処理を示す概略フローチャートである。このフローチャートは、充電インレット１１へ充電コネクタ３１が挿入され、車両１と充電設備２との間の電気的な接続がなされ、充電開始スイッチ（図示せず）が操作されたときに実行される。なお、充電開始時刻を設定し、充電開始時刻になると充電を開始するタイマー充電の場合は、充電開始時刻から所定時間前（たとえば５分前）になると、実行される。このフローチャートに含まれる各ステップは、基本的にはＥＣＵ１０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１０内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。以下、ステップを「Ｓ」と略す。

Ｓ１０において、ＥＣＵ１０は、温度センサ６で検出した冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が、第１所定温度Ａより大きいか否かを判定する。第１所定温度Ａは、たとえば、充電器１２を構成するパワー半導体（パワー素子）の発熱／放熱サイクルによる熱応力が繰り返し作用したときの疲労破壊を考慮して決定する。パワー半導体は、熱応力の振幅が大きいほど、平均応力が大きいほど、疲労破壊が早期に発生する。平均応力はパワー半導体のベース温度（発熱前の温度）が低いほど小さい値になるので、第１所定温度Ａは低温ほど好ましい。本実施の形態では、本実施の形態のパワー半導体のはんだ付け（はんだ工程）において推奨されている、パワー半導体のジャンクション温度の推奨許容温度（５０℃）とした。冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａより高い場合は、Ｓ１０で肯定判定されＳ１１へ進む。冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａ以下の場合は、Ｓ１０で否定判定されＳ１７へ進む。

Ｓ１１では、温度センサ７で検出した冷却水路９２の冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１より低く、かつ、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂ以下か否かを判定する。第２所定温度Ｂは、外気温に所定温度（たとえば、２～３℃）を加算した温度であってよい。冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１より低く、かつ、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂ以下の場合は、Ｓ１１で肯定判定されＳ１２へ進む。冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１以上であるか、あるいは、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高いときには、Ｓ１１で否定判定されＳ１３へ進む。

Ｓ１２では、電動ウォータポンプ６１および電動ウォータポンプ６２を作動（駆動）する。電動ウォータポンプ６１が作動すると、冷却水路９１の冷却水は、熱交換器８１、熱交換器８２、熱交換器８３の順に冷却水路９１を流通し、電磁弁７１を介してラジエータ６６に流入する。電動ウォータポンプ６２が作動すると、冷却水路９２の冷却水は、熱交換器８４を流通し、電磁弁７２を介してラジエータ６６に流入する。したがって、冷却水路９１を流通する冷却水と冷却水路９２を流通する冷却水は、ラジエータ６６に流入し、ラジエータ６６内で混合することにより、互いに熱交換を行う。

冷却水路９２の冷却水温度Ｔｗ２は第２所定温度Ｂ以下であり、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とがラジエータ６６で混合され熱交換を行うことにより、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が十分に低下し、冷却水温度Ｔｗ１を適切な温度にできる。Ｓ１２を処理すると、Ｓ１５へ進む。

Ｓ１３では、エアコン１３を作動する（電動コンプレッサ１３１を駆動する）とともに、遮断弁１３７を開放する。これにより、熱交換器１３９によって熱交換部９２ａから熱を奪い、冷却水路９２の冷却水を冷却することが可能になる。すなわち、チラー装置１３ａで、冷却水路９２の冷却水を冷却することが可能になる。

続くＳ１４では、Ｓ１１と同様に、電動ウォータポンプ６１および電動ウォータポンプ６２を作動（駆動）する。これにより、冷却水路９１を流通する冷却水と冷却水路９２を流通する冷却水は、ラジエータ６６に流入し、ラジエータ６６内で混合することにより、互いに熱交換を行う。冷却水路９２を流通する冷却水は、チラー装置１３ａで冷却されるので、冷却水温度Ｔｗ２が低下する。チラー装置１３ａで冷却された冷却水路９２の冷却水と、冷却水路９１の冷却水とがラジエータ６６で混合され熱交換を行うことにより、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１を十分に低下でき、冷却水温度Ｔｗ１を適切な温度にできる。Ｓ１４を処理すると、Ｓ１５へ進む。

Ｓ１５では、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とがラジエータ６６で混合され熱交換を行ない、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１を十分に低下できる期間であり、たとえば３分であってよい。所定時間が経過するまでＳ１５の処理が繰り返し実行され、所定時間が経過すると肯定判定されて、Ｓ１６へ進む。

Ｓ１６において、電動ウォータポンプ６１および電動ウォータポンプ６２を停止する。また、Ｓ１３でエアコン１３を作動させた場合は、エアコン１３の作動を停止する。

続くＳ１７では、メインバッテリ１５の充電を開始する。これにより、充電器１２が作動する。なお、タイマー充電の場合は、充電開始時刻になったときに、充電を開始してもよい。

本実施の形態では、メインバッテリ１５の充電開始前に、冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａより高いとき（Ｓ１０で肯定判定）、冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１より低く、かつ、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂ以下の場合（Ｓ１１で肯定判定）は、電動ウォータポンプ６１および電動ウォータポンプ６２を作動させ（Ｓ１２）、冷却水路９１を流通する冷却水と冷却水路９２を流通する冷却水とをラジエータ６６内で混合することにより、熱交換を行う。これにより、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が十分に低下し、冷却水温度Ｔｗ１を適切な温度にできる。なお、Ｓ１１の処理（肯定判定）およびＳ１２の処理が、本開示の「第１制御」に相当する。

本実施の形態では、メインバッテリ１５の充電開始前に、冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａより高いとき（Ｓ１０で肯定判定）、冷却水温度Ｔｗ２が冷却水温度Ｔｗ１以上であるか、あるいは、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高いときには（Ｓ１１で否定判定）、チラー装置１３ａを作動する（Ｓ１３）とともに、電動ウォータポンプ６１および電動ウォータポンプ６２を作動させる（Ｓ１３）。チラー装置１３ａで冷却された冷却水路９１を流通する冷却水と、冷却水路９２を流通する冷却水とをラジエータ６６内で混合することにより、熱交換を行う。これにより、冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が十分に低下し、冷却水温度Ｔｗ１を適切な温度にできる。なお、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高い場合にはＳ１１で否定判定され、Ｓ１１の処理（冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高く、否定判定））、Ｓ１３およびＳ１４の処理が、本開示の「第２制御」に相当する。

以上の通り、本実施の形態では、走行中のＰＣＵ１８の発熱等によって冷却水路９１の冷却水温度Ｔｗ１が高温になっても、充電開始時には、冷却水温度Ｔｗ１が十分低下している。したがって、充電器１２の冷却を効果的に行うことができ、パワー半導体の温度が高い状態で充電動作を繰り返すことに起因して発生する疲労破壊を抑制できる。

本実施の形態では、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高いときに、チラー装置１３ａを用いて冷却水温度Ｔｗ１を低下させる。また、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂ以下のときには、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とを熱交換（混合）することにより、冷却水温度Ｔｗ１を低下している。したがって、比較的水温が低い冷却水路９２の冷却水を利用しつつ、必要なときにチラー装置１３ａ（エアコン１３）を作動するので、無駄なエネルギー消費を抑制できる。

本実施の形態では、Ｓ１２およびＳ１４の処理において、電動ウォータポンプ６２を作動した際、冷却水路９２の冷却水が、熱交換器８４を流通し、電磁弁７２を介してラジエータ６６に流入するようにしている。しかし、電動ウォータポンプ６２が作動した際に、冷却水路９２の冷却水が、バイパス通路９２１を流れ（熱交換器８４をバイパスして）ラジエータ６６に流入するように、電磁弁７２を制御してもよい。

本実施の形態では、Ｓ１６において、電動ウォータポンプ６１を停止している。しかし、Ｓ１６において、電動ウォータポンプ６２およびエアコン１３の作動を停止し、電動ウォータポンプ６１の作動を停止しないようにしてもよい（電動ウォータポンプ６１の作動を継続してもよい）。これにより、充電開始直後から、冷却水路９１を流通する冷却水により、充電器１２を冷却することが可能になる。この場合、充電中に冷却水温度Ｔｗ１が第１所定温度Ａを超えた場合、Ｓ１１～Ｓ１６の処理を実行してもよい。

（変形例１）
図４は、変形例１の冷却システム１９ａの構成を模式的に示す図である。上記本実施の形態では、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とを、ラジエータ６６で混合することにより熱交換を行っていた。変形例１では、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とを混合することなく、熱交換を行う。

図４において、冷却水路９１の冷却水は、ラジエータ６６ａに流入し、外気と熱交換を行う。冷却水路９２の冷却水は、ラジエータ６６ｂに流入し、外気と熱交換を行う。また、冷却水路９２には、リザーブタンク６５ａが設けられている。その他の構成は、本実施の形態（図２）と同じ構成である。

ラジエータ６６ａとラジエータ６６ｂは、それぞれ、アッパータンク、ロアータンク、アッパータンクとロアータンクを繋ぐ複数のチューブから構成されており、別個の冷却水通路を備える。ラジエータ６６ａのチューブとラジエータ６６ｂのチューブは、共通のフィンで連結されており、ラジエータ６６ａを流れる冷却水（冷却水路９１）とラジエータ６６ｂを流れる冷却水（冷却水路９２）間で熱交換を行うとともに、外気と熱交換を行えるよう構成されている。

この変形例２においても、図３に示す処理が実行されることにより、実施の形態と同様な作用効果を奏する。

（変形例２）
図５は、変形例２の冷却システム１９ｂの構成を模式的に示す図である。上記本実施の形態では、チラー装置１３ｂにより冷却水路９２の冷却水を冷却していた。変形例２では、チラー装置１３ｂを用いて冷却水路９１の冷却水を冷却する。

図５において、チラー装置１３ｂは、上記実施の形態（図２）で説明したエアコン１３の熱交換器１３９と、冷却水路９１の熱交換部９１ａから構成されている。冷却水路９１の熱交換部９１ａは、電動ウォータポンプ６１と熱交換器８１の間に設けられる。なお、冷却水路９２には、チラー装置が設けられていない。その他の構成は、本実施の形態（図２）と同じ構成である。

図６は、変形例２において、ＥＣＵ１０で実行される処理を示す概略フローチャートである。図６に示すフローチャートは、図３に示した本実施の形態のフローチャートのＳ１４をＳ２０に変更したものであり、Ｓ１０～Ｓ１４、および、Ｓ１５～Ｓ１７の処理は図３と同様である。Ｓ２０では、電動ウォータポンプ６１を駆動し、冷却水路９１を流通する冷却水をチラー装置１３ｂで冷却し、冷却水温度Ｔｗ１を低下する。なお、Ｓ２０を処理した後のＳ１６では、電動ウォータポンプ６１とエアコン１３の作動を停止する。

この変形例２においては、冷却水温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｂより高いときに、チラー装置１３ｂを用いて、冷却水路９２の冷却水と冷却水路９１の冷却水とを熱交換（混合）することなく、冷却水温度Ｔｗ１を低下する。この変形例２においても、実施の形態と同様な作用効果を奏する。

なお、変形例２において、変形例１のように、ラジエータ６６ａとラジエータ６６ｂヲ用いて、ラジエータ６６ａを流れる冷却水（冷却水路９１）とラジエータ６６ｂを流れる冷却水（冷却水路９２）間で熱交換を行うようにしてもよい。

本開示における実施態様を例示すると、次のような態様を例示できる。
１）車両（１）であって、回転電機（４１、４２）と、回転電機を駆動する駆動装置（１８）と、蓄電装置（１５）と、蓄電装置（１５）を充電する充電器（１２）と、充電器（１２）と駆動装置（１８）を冷却するための冷媒が流通する第１冷媒路（９１）と、蓄電装置（１５）を冷却するための冷媒が流通する第２冷媒路（９２）と、第１冷媒路（９１）を流通する冷媒を冷却可能なチラー装置（１３ａ、１３ｂ）と、第１冷媒路（９１）と第２冷媒路（９２）における冷媒の流通と、チラー装置（１３ａ、１３ｂ）を制御する制御装置（１０）と、を備え、制御装置（１０）は、蓄電装置（１５）の充電開始前に、第１冷媒路（９１）の冷媒温度（Ｔｗ１）が第１所定温度（Ａ）より高いとき、第１制御または第２制御を実行するよう構成されており、第１制御は、第２冷媒路（９２）の冷媒温度（Ｔｗ２）が第１冷媒路（９１）の冷媒温度（Ｔｗ１）より低く、かつ、第２冷媒路（９２）の冷媒温度（Ｔｗ２）が第２所定温度（Ｂ）以下の場合、第１冷媒路（９１）の冷媒と第２冷媒路（９２）の冷媒が熱交換を行うように制御するものであり（Ｓ１１、Ｓ１２）、第２制御は、第２冷媒路（９２）の冷媒温度（Ｔｗ２）が第２所定温度（Ｂ）より高い場合、チラー装置（１３ａ）で第１冷媒路（９１）を流通する冷媒を冷却するように制御するものである（Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２０）、車両（１）。

２）１において、第２制御は、さらに、第２冷媒路（９２）の冷媒温度（Ｔｗ２）が第１冷媒路（９１）の冷媒温度（Ｔｗ１）以上の場合、チラー装置（１３ａ）で第１冷媒路（９１）を流通する冷媒を冷却するように制御する（Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２０）。

この構成によれば、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒が熱交換を行っても、第１冷媒路の冷媒温度が低下しない場合は、チラー装置によって第１冷媒路の冷媒温度を低下できる。

３）１または２において、第２制御は、チラー装置（１３ａ）によって冷却された第２冷媒路（６２）の冷媒と、第１冷媒路（９１）の冷媒とが熱交換を行うことにより、チラー装置（１３ａ）で第１冷媒路（９１）を流通する冷媒を冷却するように制御するものである。

この構成によれば、蓄電装置を冷却する第２冷媒路の冷媒を、チラー装置で冷却することができ、充電器よりも大きな冷却能力が必要となる蓄電装置を効果的に冷却することが可能になる。

４）１～３において、第１冷媒路（９１）と第２冷媒路（９２）は、ラジエータ（６６）に接続され、ラジエータ（６６）において、第１冷媒路（９１）の冷媒と第２冷媒路（９２）の冷媒が混合することにより、第１冷媒路（９１）の冷媒と第２冷媒路（９２）の冷媒が熱交換を行う。

この構成によれば、第１冷媒路の冷媒と第２冷媒路の冷媒が共通のラジエータを用いて外気と熱交換（放熱）を行うので、冷却システムの簡素化を図ることができる。

５）１～４において、チラー装置（１３ａ、１３ｂ）は、エアコン（１３）のコンプレッサ（１３１）で圧縮された冷媒を用いて冷却を行う。

この構成によれば、エアコンの冷凍サイクルを利用してチラー装置で冷却を行うので、チラー装置専用の冷凍サイクルを構成する必要がなく、冷却システムの簡素化を図れる。

６）１～５において、第１冷媒路（９１）および第２冷媒路（９２）を流通する冷媒は冷却水であり、第１冷媒路（９１）に設けた電動ウォータポンプ（６１）と第２冷媒路（９２）に設けた電動ウォータポンプ（６２）を作動することにより、第１冷媒路（９１）の冷却水と第２冷媒路（９２）の冷却水の熱交換を行う。

この構成によれば、第１冷媒路と第２冷媒路は、各々、電動ウォータポンプを備えるので、二系統冷却によって、充電器、駆動装置、蓄電装置等の効果的な冷却が可能になる。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１ 車両、１０ ＥＣＵ、１１ 充電インレット、１２ 充電器、１３ エアコン 、１３１ 電動コンプレッサ、１３２ コンデンサ、１３４ レシーバ、１３５、１３６ 膨張弁、１３７ 遮断弁、１３９ 熱交換器、１３ａ、１３ｂ チラー装置、１４１ 充電リレー（ＣＨＲ）、１４２ システムメインリレー（ＳＭＲ）１５ メインバッテリ、１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１７ 補機バッテリ、１８ ＰＣＵ、１９、１９ａ、１９ｂ 冷却システム、２ 充電設備、３ 充電ケーブル、３１ 充電コネクタ、４１，４２ モータジェネレータ、４３ エンジン、４４ 動力分割装置、４５ 駆動輪、５ イグニッションスイッチ、６１、６２ 電動ウォータポンプ、６５、６５ａ リザーブタンク、６６、６６ａ、６６ｂ ラジエータ、７１、７２ 電磁弁、８１～８４ 熱交換器、９１ 冷却水路、９１ａ 熱交換部、９２ 冷却水路、９２ａ 熱交換部。

Claims (1)

1. 車両であって、
   回転電機と、
   前記回転電機を駆動する駆動装置と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置を充電する充電器と、
   前記充電器と前記駆動装置を冷却するための冷媒が流通する第１冷媒路と、
   前記蓄電装置を冷却するための冷媒が流通する第２冷媒路と、
   前記第１冷媒路を流通する冷媒を冷却可能なチラー装置と、
   前記第１冷媒路と前記第２冷媒路における冷媒の流通と、前記チラー装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の充電開始前に、前記第１冷媒路の冷媒温度が第１所定温度より高いとき、第１制御または第２制御を実行するよう構成されており、
   前記第１制御は、前記第２冷媒路の冷媒温度が前記第１冷媒路の冷媒温度より低く、かつ、前記第２冷媒路の冷媒温度が第２所定温度以下の場合、前記第１冷媒路の冷媒と前記第２冷媒路の冷媒が熱交換を行うように制御するものであり、
   前記第２制御は、前記第２冷媒路の冷媒温度が前記第２所定温度より高い場合、前記チラー装置で前記第１冷媒路を流通する冷媒を冷却するように制御するものである、車両。

Images