JP2023045307A - 車両用温調システム - Google Patents

車両用温調システム Download PDF

Info

Publication number
JP2023045307A
JP2023045307A JP2021153638A JP2021153638A JP2023045307A JP 2023045307 A JP2023045307 A JP 2023045307A JP 2021153638 A JP2021153638 A JP 2021153638A JP 2021153638 A JP2021153638 A JP 2021153638A JP 2023045307 A JP2023045307 A JP 2023045307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
temperature control
control medium
medium
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021153638A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7314222B2 (ja
Inventor
拓也 本荘
Takuya Honjo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2021153638A priority Critical patent/JP7314222B2/ja
Priority to US17/898,912 priority patent/US20230093610A1/en
Priority to CN202211140642.2A priority patent/CN115839404A/zh
Publication of JP2023045307A publication Critical patent/JP2023045307A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7314222B2 publication Critical patent/JP7314222B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B60K11/085Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30Sensors
    • B60Y2400/302Temperature sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制することができる車両用温調システムを提供する。【解決手段】車両用温調システム10は、電動機20や変速装置40の温調を行う第1温調回路61と、電力変換装置50の温調を行う第2温調回路62と、第1温調媒体と第2温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器63と、制御装置ECUとを備える。制御装置ECUは、第1温度センサ61aにより検出された第1温調媒体の温度と、第2温度センサ62aにより検出された第2温調媒体の温度とに基づいてバルブ装置626を制御可能に構成され、第1温調媒体の温度が第2温調媒体の温度よりも低い場合には、第1温調媒体の温度が第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、第2分岐流路620b2への流量が多くなるようにバルブ装置626を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用温調システムに関する。
近年、地球の気候変動に対する具体的な対策として、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けた取り組みが活発化している。車両においても、CO2排出量の削減が強く要求され、駆動源の電動化が急速に進んでいる。具体的には、電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車といった、駆動源としての電動機(以下「回転電機」ともいう)と、この電動機に電力を供給可能な二次電池としてのバッテリと、を備える車両(以下「電動車両」ともいう)の開発が進められている。また、このような電動車両は、電力の変換を行う電力変換装置、変速装置を構成するギヤボックス等も備える。さらに、このような電動車両には、回転電機や電力変換装置等の温調を行う車両用温調システムが搭載される。
例えば、特許文献1には、オイルが循環して電動機Mを冷却する循環路Lと、冷却水が循環してインバータUを冷却する循環路Fと、循環路Fを流れる冷却水と循環路Lを流れるオイルとの間で熱交換を行う熱交換部(オイルクーラC)と、を備える車両用温調システムが開示されている。また、特許文献2には、オイルの温度が所定値未満の場合には、オイルの温度が上がるよう電動ウォータポンプの吐出量を減らす一方、オイルの温度が所定値以上の場合には、オイルの温度が下がるよう電動ウォータポンプの吐出量を車速に比例して変化させる制御を行うようにした技術が開示されている。
特開2001-238406号公報 特開2019-103334号公報
回転電機及びギヤボックスの潤滑を行うオイルの温度が低いと、これらのフリクションロスが増大する。したがって、回転電機及びギヤボックスの潤滑を行うオイルの温度が比較的低いときには、なるべく早期にこのオイルを昇温することが望まれるが、従来技術にあってはこの点に改善の余地があった。
本発明は、回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制可能な車両用温調システムを提供する。
本発明は、
車両が備える回転電機及びギヤボックスの温調を行う、第1ポンプが設けられた第1温調回路と、
前記車両が備える電力変換装置の温調を行う、第2ポンプが設けられた第2温調回路と、
前記第1温調回路を循環する第1温調媒体と前記第2温調回路を循環する第2温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器と、
制御装置と、
を備える車両用温調システムであって、
前記第1温調回路は、前記第1温調媒体の温度を検出する第1温度センサを備え、
前記第2温調回路は、
前記第2温調媒体の温度を検出する第2温度センサと、
前記第2温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータと、
前記熱交換器を迂回する前記第2温調媒体の第1分岐流路と、
前記熱交換器を通る前記第2温調媒体の第2分岐流路と、
前記第2温調媒体の前記第2分岐流路への流量を調整する流量調整弁と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1温度センサにより検出された前記第1温調媒体の温度と、前記第2温度センサにより検出された前記第2温調媒体の温度とに基づいて、前記流量調整弁を制御可能に構成され、
前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも低い場合には、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、前記第2分岐流路への流量が多くなるように前記流量調整弁を制御する車両用温調システムである。
本発明によれば、回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制することができる。
本実施形態の車両用温調システムを搭載した車両の一例を示すブロック図である。 本実施形態の車両のフロント部分の一例を示す図である。 第1温調媒体及び第2温調媒体の温度に基づくバルブ装置及びグリルシャッタの制御動作の一例を示すフローチャートである。 第1温調媒体及び第2温調媒体の温度に基づくバルブ装置及びグリルシャッタの制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の車両用温調システムが搭載された車両の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。また、本明細書等では説明を簡単且つ明確にするために、前後、左右、上下の各方向は、車両の運転者から見た方向に従って記載し、図面には、車両の前方をFr、後方をRr、左方をL、右方をR、上方をU、下方をD、として示す。
[車両]
まず、本実施形態の車両について図1を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態の車両Vは、内燃機関ICEと、制御装置ECUと、車両用温調システム10と、電動機20と、発電機30と、変速装置40と、電力変換装置50と、温調回路60と、を備える。
電動機20は、車両Vに搭載された不図示の蓄電装置に蓄電されている電力、又は、発電機30によって発電された電力によって、車両Vを駆動する動力を出力する回転電機である。電動機20は、車両Vの制動時に、車両Vの駆動輪の運動エネルギーによって発電し、前述の蓄電装置を充電してもよい。電動機20には、電動機20の温度を検出する第3温度センサ20aが設けられている。第3温度センサ20aは、電動機20の温度の検出値を制御装置ECUに出力する。
発電機30は、内燃機関ICEの動力によって発電し、前述の蓄電装置を充電し、又は、電動機20に電力を供給する回転電機である。
変速装置40は、電動機20と車両Vの駆動輪との間に設けられ、電動機20と駆動輪との間における動力伝達が可能に構成された動力伝達装置である。例えば、変速装置40は、電動機20から出力された動力を減速して駆動輪に伝達する歯車式の動力伝達装置である。
電力変換装置50は、前述した蓄電装置から出力された電力を直流から交流へと変換するとともに電動機20及び発電機30の入出力電力を制御する不図示のPDU(Power Drive Unit)と、必要に応じて前述した蓄電装置から出力された電力を昇圧する不図示のVCU(Voltage Control Unit)と、を備える。VCUは、車両Vの制動時に電動機20が発電した場合、電動機20が発電した電力を降圧してもよい。電力変換装置50には、電力変換装置50の温度を検出する第4温度センサ50aが設けられている。第4温度センサ50aは、電力変換装置50の温度の検出値を制御装置ECUに出力する。
温調回路60は、非導電性の第1温調媒体TCM1が循環し、電動機20、発電機30、及び変速装置40の温調を行う第1温調回路61と、導電性の第2温調媒体TCM2が循環し、電力変換装置50の温調を行う第2温調回路62と、第1温調媒体TCM1と第2温調媒体TCM2との間で熱交換を行う熱交換器63と、を有する。非導電性の第1温調媒体TCM1は、例えば、ATF(Automatic Transmission Fluid)と呼ばれる、電動機20、発電機30、及び変速装置40の潤滑及び温調を行うことが可能なオイルである。導電性の第2温調媒体TCM2は、例えば、LLC(Long Life Coolant)と呼ばれる、冷却水である。
第1温調回路61には、第1ポンプ611と、貯留部612と、が設けられている。第1ポンプ611は、内燃機関ICEの動力と、車両Vの不図示の車軸の回転力と、によって駆動する機械式ポンプである。貯留部612は、第1温調回路61を循環する第1温調媒体TCM1を貯留する。貯留部612は、例えば、電動機20、発電機30、及び変速装置40を収容する不図示のハウジングの底部に設けられたオイルパンである。
また、第1温調回路61は、第1ポンプ611が設けられた圧送流路610aと、電動機20及び発電機30が設けられた第1分岐流路610b1と、変速装置40が設けられた第2分岐流路610b2と、第1分岐流路610b1又は第2分岐流路610b2に分岐する分岐部613と、を有する。
圧送流路610aは、上流側の端部が貯留部612に接続され、第1ポンプ611を通って、下流側の端部が分岐部613に接続される。第1分岐流路610b1は、上流側の端部が分岐部613に接続され、電動機20及び発電機30を通って、下流側の端部が貯留部612に接続される。第2分岐流路610b2は、上流側の端部が分岐部613に接続され、変速装置40を通って、下流側の端部が貯留部612に接続される。
第1温調回路61において、熱交換器63は、第1分岐流路610b1における電動機20及び発電機30よりも上流に配置されている。したがって、第1温調回路61には、第1ポンプ611から圧送された第1温調媒体TCM1が、分岐部613から第1分岐流路610b1を通って、熱交換器63で第2温調媒体TCM2と熱交換することによって冷却され、電動機20及び発電機30に供給されて電動機20及び発電機30を潤滑及び温調した後、貯留部612に貯留する第1の流路と、第1ポンプ611から圧送された第1温調媒体TCM1が、分岐部613から第2分岐流路610b2を通って、変速装置40に供給されて変速装置40を潤滑及び温調した後、貯留部612に貯留する第2の流路と、が並列に形成され、貯留部612に貯留した第1温調媒体TCM1が圧送流路610aを流れて第1ポンプ611に供給されて、第1温調媒体TCM1が第1温調回路61を循環する。
本実施形態では、第1分岐流路610b1及び第2分岐流路610b2は、第1分岐流路610b1を流れる第1温調媒体TCM1の流量が、第2分岐流路610b2を流れる第1温調媒体TCM1の流量よりも大きくなるように形成されている。
第1温調回路61には、第1温調回路61を循環する第1温調媒体TCM1の温度を検出する第1温度センサ61aが設けられている。本実施形態では、第1温度センサ61aは、オイルパンである貯留部612に設けられており、貯留部612に貯留する第1温調媒体TCM1の温度を検出する。第1温度センサ61aは、貯留部612に貯留する第1温調媒体TCM1の温度の検出値を制御装置ECUに出力する。
また、第1温調回路61は、調圧バルブ619が設けられた調圧回路610cをさらに有する。調圧回路610cは、上流側の端部が貯留部612に接続され、下流側の端部が第1ポンプ611より下流側で圧送流路610aに接続される。調圧バルブ619は、逆止弁であってもよいし、ソレノイドバルブ等の電磁弁であってもよい。第1ポンプ611から圧送される第1温調媒体TCM1の液圧が所定圧以上となると調圧バルブ619は開状態となり、第1ポンプ611から圧送される第1温調媒体TCM1の一部が貯留部612に戻される。これにより、第1分岐流路610b1及び第2分岐流路610b2を流れる第1温調媒体TCM1の液圧は、所定圧以下に保持される。
第2温調回路62には、第2ポンプ621と、ラジエータ622と、貯留タンク623と、が設けられている。第2ポンプ621は、例えば、前述した蓄電装置に蓄電された電力によって駆動する電動式ポンプである。また、第2ポンプ621には、第2ポンプ621の回転速度を検出する回転速度センサ621aが取り付けられている。回転速度センサ621aは、第2ポンプ621の回転速度の検出値を制御装置ECUに出力する。
ラジエータ622は、車両Vの前部に配置されており、車両Vの走行時における走行風によって、第2温調媒体TCM2を冷却する放熱装置である。ラジエータ622の前方には、ラジエータ622に当たる外気の量を調整可能に構成されたグリルシャッタ70が設けられている。グリルシャッタ70の一例については図2を用いて後述する。
貯留タンク623は、第2温調回路62を循環する第2温調媒体TCM2を一時的に貯留するタンクである。第2温調回路62を循環する第2温調媒体TCM2にキャビテーションが発生した場合でも、第2温調回路62を循環する第2温調媒体TCM2が貯留タンク623で一時的に貯留されることによって、第2温調媒体TCM2に発生したキャビテーションは消滅する。
第2温調回路62は、分岐部624及び合流部625を有する。第2温調回路62は、貯留タンク623、第2ポンプ621、及びラジエータ622が、上流側からこの順に設けられている。また、第2温調回路62は、圧送流路620aをさらに有する。圧送流路620aは、上流側の端部が合流部625に接続され、貯留タンク623、第2ポンプ621、及びラジエータ622を通って、下流側の端部が分岐部624に接続される。貯留タンク623に貯留された第2温調媒体TCM2は、圧送流路620aを通って第2ポンプ621で圧送され、ラジエータ622で冷却される。
また、第2温調回路62は、電力変換装置50が設けられた第1分岐流路620b1と、熱交換器63が設けられた第2分岐流路620b2と、をさらに有する。第1分岐流路620b1は、上流側の端部が分岐部624に接続され、電力変換装置50を通って、下流側の端部が合流部625に接続される。第2分岐流路620b2は、上流側の端部が分岐部624に接続され、熱交換器63を通って、下流側の端部が合流部625に接続される。
本実施形態では、第2分岐流路620b2における熱交換器63よりも上流部分に、流量調整弁としてのバルブ装置626が設けられている。バルブ装置626は、第2分岐流路620b2を全開状態と全閉状態とのいずれかの状態に切り替えるON-OFFバルブであってもよいし、第2分岐流路620b2を流れる第2温調媒体TCM2の流量を調節可能な可変流量バルブであってもよい。バルブ装置626は、制御装置ECUによって制御される。
圧送流路620aにおいて第2ポンプ621で圧送されてラジエータ622で冷却された第2温調媒体TCM2は、分岐部624で第1分岐流路620b1と第2分岐流路620b2とに分岐する。第1分岐流路620b1を流れる第2温調媒体TCM2は、電力変換装置50を冷却して合流部625で第2分岐流路620b2及び圧送流路620aと合流する。第2分岐流路620b2を流れる第2温調媒体TCM2は、熱交換器63で第1温調媒体TCM1と熱交換することによって第1温調媒体TCM1を冷却し、合流部625で第1分岐流路620b1及び圧送流路620aと合流する。第1分岐流路620b1を流れた第2温調媒体TCM2と第2分岐流路620b2を流れた第2温調媒体TCM2とは、合流部625で合流して圧送流路620aを流れて貯留タンク623に一時的に貯留される。そして、貯留タンク623に貯留された第2温調媒体TCM2が圧送流路620aを通って第2ポンプ621に再び供給されて、第2温調媒体TCM2が第2温調回路62を循環する。
本実施形態では、第1分岐流路620b1及び第2分岐流路620b2は、第1分岐流路620b1を流れる第2温調媒体TCM2の流量が、第2分岐流路620b2を流れる第2温調媒体TCM2の流量よりも大きくなるように形成されている。
第2温調回路62には、第2温調回路62を循環する第2温調媒体TCM2の温度を検出する第2温度センサ62aが設けられている。本実施形態では、第2温度センサ62aは、ラジエータ622と分岐部624との間の圧送流路620aに設けられており、貯留タンク623に貯留する第2温調媒体TCM2の温度を検出する。第2温度センサ62aは、ラジエータ622から排出された第2温調媒体TCM2の温度の検出値を制御装置ECUに出力する。
第1温調回路61において、電動機20、発電機30、及び変速装置40を冷却した後に貯留部612に貯留した第1温調媒体TCM1の温度が約100[℃]であるとすると、熱交換器63には、約100[℃]の第1温調媒体TCM1が供給される。
一方、第2温調回路62において、ラジエータ622で冷却された第2温調媒体TCM2の温度が約40[℃]であるとすると、熱交換器63に供給される第2温調媒体TCM2は、被温調装置である電力変換装置50を通らないため、熱交換器63には、約40[℃]の第2温調媒体TCM2が供給される。
この場合、熱交換器63は、熱交換器63に供給された約100[℃]の第1温調媒体TCM1と約40[℃]の第2温調媒体TCM2との間で、熱交換を行う。そして、熱交換器63からは、約80[℃]の第1温調媒体TCM1が、第1温調回路61の第1分岐流路610b1の下流側に排出され、約70[℃]の第2温調媒体TCM2が、第2温調回路62の第2分岐流路620b2の下流側に排出される。
このようにして、第1温調媒体TCM1は、熱交換器63で冷却されるので、温調回路60は、第1温調媒体TCM1を冷却するためのラジエータを設けることなく、第1温調媒体TCM1を冷却することができる。したがって、温調回路60は、1つのラジエータ622で、第1温調回路61を流れる第1温調媒体TCM1と第2温調回路62を流れる第2温調媒体TCM2とを冷却することができるので、温調回路60を小型化できる。
制御装置ECUは、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置ECUの内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置などを備えるECU(Electronic Control Unit)によって実現され、車両V全体を統括制御する。制御装置ECUは、1つのECUによって実現されてもよいし、複数のECUによって実現されてもよい。制御装置ECUは、例えば、内燃機関ICE、電力変換装置50、第2ポンプ621、バルブ装置626、グリルシャッタ70等を制御する。
一般的に、第1温調媒体TCM1は、温度が低くなると粘度が高くなる。そして、第1温調媒体TCM1の粘度が高くなると、電動機20及び変速装置40で生じるフリクションロスが増大し、電動機20及び変速装置40の出力効率が低下する。したがって、例えば電動機20及び発電機30の始動直後等、第1温調媒体TCM1が低温(例えば第1温調媒体TCM1の温度が所定値以下)である場合には、第1温調媒体TCM1は冷却されない方(すなわち昇温される方)が好ましい。
そこで、制御装置ECUは、第1温度センサ61aにより検出される第1温調媒体TCM1の温度と、第2温度センサ62aにより検出される第2温調媒体TCM2の温度とに基づいて、バルブ装置626を制御する。具体的には、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低い場合には、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも高い場合に比べて、第2分岐流路620b2への流量が多くなるようにバルブ装置626を制御する。
このように、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低い場合には、第2分岐流路620b2への流量が多くなるようにすることで、熱交換器63を介した第1温調媒体TCM1と第2温調媒体TCM2との熱交換を促進できる。したがって、第2温調媒体TCM2の熱を利用して第1温調媒体TCM1を昇温することが可能となり、第1温調媒体TCM1の温度が低いことに起因した電動機20及び変速装置40のフリクションロスの増加を抑制できる。
図2に示すように、車両Vのフロント部分には、ラジエータ622の後方にファン401が設けられている。ファン401は、車両Vの前方(Fr)から後方(Rr)に向かって送風を行うことにより、ラジエータ622に外気を導入する。
エアコンコンデンサ402は、車両Vのエア・コンディショナのコンデンサであり、例えば、ファン401の前方且つラジエータ622の上方に位置している。第1ラジエータ403は、内燃機関ICEを冷却するためのラジエータであり、例えば、ファン401の前方且つラジエータ622の後方に位置している。
ラジエータ622の前方には、グリルシャッタ70が設けられている。グリルシャッタ70は、不図示のモータと、そのモータによって駆動されるルーバ71とを備え、制御装置ECUによって駆動制御される。
制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低い場合には、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも高い場合に比べて、ラジエータ622に当たる外気が少なくなるようにグリルシャッタ70を制御する。
このように、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低い場合には、ラジエータ622に当たる外気が少なくなるようにすることで、ラジエータ622による第2温調媒体TCM2の冷却を抑制できる。これにより、第2温調媒体TCM2の熱をより効率的に利用して、第1温調媒体TCM1を昇温することが可能となる。
ラジエータ622に当たる外気が少なくするようにグリルシャッタ70を制御することには、グリルシャッタ70を全閉することが含まれる。例えば、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低い場合には、グリルシャッタ70を全閉する。これにより、ラジエータ622による第2温調媒体TCM2の冷却を一層抑制できる。また、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えた場合には、グリルシャッタ70を開く(例えば全開)してもよい。このようにすれば、第2温調媒体TCM2の温度が上がり過ぎることを回避できる。
また、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えた場合には、第2温調媒体TCM2の温度が当該所定値を超える前に比べて、第1分岐流路620b1への流量が多くなるようにバルブ装置626を制御してもよい。このように、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えた場合には、第1分岐流路620b1への流量を多くすることで、高温となった第2温調媒体TCM2が、熱交換器63を介した第1温調媒体TCM1との熱交換によりさらに高温となってしまうことを回避できる。なお、ここで、所定値は、例えば、制御装置ECUの製造者等によりあらかじめ設定される。
[制御装置によるバルブ装置及びグリルシャッタの制御例]
次に、図3及び図4を参照しながら、制御装置ECUによるバルブ装置626及びグリルシャッタ70の具体的な制御例について説明する。制御装置ECUは、例えば、車両Vのイグニッション電源がオンになると、図3に示す処理を実行する。
まず、制御装置ECUは、第1温度センサ61aによって検出された第1温調媒体TCM1の温度及び第2温度センサ62aによって検出された第2温調媒体TCM2の温度を取得する(ステップS301)。
次に、制御装置ECUは、グリルシャッタ70の開放要求の有無を判断する(ステップS302)。ステップS302において、例えば、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも高ければグリルシャッタ70の開放要求ありと判断し、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低ければグリルシャッタ70の開放要求なしと判断する。また、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度より低かったとしても、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えていればグリルシャッタ70の開放要求ありと判断してもよい。
制御装置ECUは、グリルシャッタ70の開放要求なしと判断したならば(ステップS302:Yes)、グリルシャッタ70を閉じたままステップS304へ移行し、グリルシャッタ70の開放要求ありと判断したならば(ステップS302:No)、グリルシャッタ70を開く(ステップS303)。
すなわち、図4に例示するように、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度T1が第2温調媒体TCM2の温度T2を超えるまでの期間(図4中、符号「P1」及び「P2」で示す期間)には、第1温調媒体TCM1の昇温が完了していないため、グリルシャッタ70を閉じた状態に保つ。一方、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度T1が第2温調媒体TCM2の温度T2を超えた後の期間(図4中、符号「P3」及び「P4」で示す期間)には、グリルシャッタ70を開放する。
このように、第1温調媒体TCM1の昇温が完了するまでの期間には、グリルシャッタ70を閉じてラジエータ622に当たる外気を少なくすることで、ラジエータ622による第2温調媒体TCM2の冷却を抑制できる。したがって、第2温調媒体TCM2の熱を効率的に利用して、第1温調媒体TCM1を昇温することが可能となる。一方、第1温調媒体TCM1の昇温が完了した後の期間には、グリルシャッタ70を開いてラジエータ622に当たる外気を多くすることで、ラジエータ622による第2温調媒体TCM2の冷却を促進できる。
図3に戻り、ステップS304において、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が75[℃]以下であるか否か判断する(ステップS304)。制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が75[℃]以下でないと判断すれば(ステップS304:No)、バルブ装置626を開く(ステップS305)。
すなわち、図4に例示するように、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度T1が75[℃]よりも高温になった期間(図4中、符号「P4」で示す期間)には、バルブ装置626を開放する。これにより、第1温調媒体TCM1と第2温調媒体TCM2との熱交換器63を介した熱交換が行われ、第1温調媒体TCM1の昇温が抑制される。
一方、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が75[℃]以下であると判断したならば(ステップS304:Yes)、ステップS306へ移行する。ステップS306において、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低いか否か判断する(ステップS306)。制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低くないと判断すれば(ステップS306:No)、バルブ装置626を閉じる(ステップS307)。
すなわち、図4に例示するように、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度T1が75[℃]以下であり、且つ第1温調媒体TCM1の温度T1が第2温調媒体TCM2の温度T2以上である期間(図4中、符号「P3」で示す期間)には、バルブ装置626を閉じる。これにより、熱交換器63を介して、第1温調媒体TCM1の熱が第2温調媒体TCM2に伝達されるのを回避し、第2温調媒体の温度上昇を抑制できる。
一方、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低いと判断したならば(ステップS306:Yes)、ステップS308へ移行する。ステップS308において、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が45[℃]以下であるか否か判断する(ステップS308)。制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が45[℃]以下であると判断したならば(ステップS308:Yes)、ステップS307へ移行して、バルブ装置626を閉じる。
すなわち、図4に例示するように、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低く、且つ第2温調媒体TCM2の温度が45[℃]以下である期間(図4中、符号「P1」で示す期間)は、バルブ装置626を閉じる。これにより、熱交換器63を介して、第2温調媒体TCM2の熱が第1温調媒体TCM1に伝達されるのを回避し、第2温調媒体TCM2を速やかに昇温させることが可能となる。
一方、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が45[℃]以下でないと判断すれば(ステップS308:No)、バルブ装置626を開く(ステップS309)。
すなわち、図4に例示するように、制御装置ECUは、第1温調媒体TCM1の温度が第2温調媒体TCM2の温度よりも低く、且つ第2温調媒体TCM2の温度が45[℃]よりも高い期間(図4中、符号「P2」で示す期間)には、バルブ装置626を開く。これにより、熱交換器63が設けられた第2分岐流路620b2に第2温調媒体TCM2が流れるので、熱交換器63を介して、第2温調媒体TCM2の熱が第1温調媒体TCM1に伝達される。したがって、第2温調媒体TCM2の熱を利用して第1温調媒体TCM1を昇温させることが可能となる。
次に、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えたか否か判断する(ステップS310)。そして、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えたと判断したならば(ステップS310:Yes)、バルブ装置626を閉じて(ステップS311)、ステップS301に戻る。これにより、高温となった第2温調媒体TCM2が、熱交換器63を介した第1温調媒体TCM1との熱交換によって、さらに高温となってしまうことを回避できる。
一方、制御装置ECUは、第2温調媒体TCM2の温度が所定値を超えていないと判断すれば(ステップS310:No)、そのままステップS301に戻る。また、制御装置ECUは、ステップS303でグリルシャッタ70を開いた後、ステップS305でバルブ装置626を開いた後、ステップS307でバルブ装置626を閉じた後、及びステップS311でバルブ装置626を閉じた後も、ステップS301に戻る。
以上に説明したように、本実施形態によれば、第1温調媒体TCM1の温度T1が最も低い期間(例えば図4中、符号「P1」で示す期間)には、バルブ装置626を閉じることで、第2温調媒体TCM2の温度T2を上昇させる。第2温調回路62には、第1温調回路61に比べて熱マスの大きいものがないため、バルブ装置626を閉じることで、第2温調媒体TCM2(例えばLLC)の温度を速やかに上昇させることが可能である。
そして、第2温調媒体TCM2の温度T2を第1温調媒体TCM1の温度T1よりも高い状態とした後の所定条件が整った期間(例えば図4中、符号「P2」及び「P4」で示す期間)には、バルブ装置626を開くことにより、熱交換器63が設けられた第2分岐流路620b2に第2温調媒体TCM2を流す。これにより、熱交換器63を介して第2温調媒体TCM2から第1温調媒体TCM1へ熱移動させ、第1温調媒体TCM1の温度T1を早期に上昇させることができる。
例えば、第1温調回路61には、電動機20及び変速装置40といった大きな熱マスを有するものがあるため、電動機20及び発電機30の始動直後等、第1温調媒体TCM1(例えばATF)の温度を上昇させづらいシーンがある。電動機20及び変速装置40のフリクションロスを低減する観点から、このようなシーンでは、より早期に第1温調媒体TCM1の温度を上昇させることが求められる。本実施形態によれば、前述したように、第2温調媒体TCM2の熱を利用して第1温調媒体TCM1の温度T1を早期に上昇させることができるため、電動機20及び変速装置40のフリクションロスの低減を図ることが可能である。
以上、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
例えば、車両Vが内燃機関ICEを備える構成について説明したが、車両Vは内燃機関ICEを備えない電気自動車であってもよい。
また、電力変換装置50と熱交換器63とが並列に配置された構成について説明したが、電力変換装置50と熱交換器63とが直列に配置された構成としてもよい。例えば、ラジエータ622と分岐部624との間に電力変換装置50を配置した構成としてもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 車両(車両V)が備える回転電機(電動機20)及びギヤボックス(変速装置40)の温調を行う、第1ポンプ(第1ポンプ611)が設けられた第1温調回路(第1温調回路61)と、
前記車両が備える電力変換装置(電力変換装置50)の温調を行う、第2ポンプ(第2ポンプ621)が設けられた第2温調回路(第2温調回路62)と、
前記第1温調回路を循環する第1温調媒体と前記第2温調回路を循環する第2温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器(熱交換器63)と、
制御装置(制御装置ECU)と、
を備える車両用温調システム(車両用温調システム10)であって、
前記第1温調回路は、前記第1温調媒体の温度を検出する第1温度センサ(第1温度センサ61a)を備え、
前記第2温調回路は、
前記第2温調媒体の温度を検出する第2温度センサ(第2温度センサ62a)と、
前記第2温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータ(ラジエータ622)と、
前記熱交換器を迂回する前記第2温調媒体の第1分岐流路(第1分岐流路620b1)と、
前記熱交換器を通る前記第2温調媒体の第2分岐流路(第2分岐流路620b2)と、
前記第2温調媒体の前記第2分岐流路への流量を調整する流量調整弁(バルブ装置626)と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1温度センサにより検出された前記第1温調媒体の温度と、前記第2温度センサにより検出された前記第2温調媒体の温度とに基づいて、前記流量調整弁を制御可能に構成され、
前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも低い場合には、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、前記第2分岐流路への流量が多くなるように前記流量調整弁を制御する、
車両用温調システム。
(1)によれば、第1温調媒体の温度が第2温調媒体の温度よりも低い場合には、第2分岐流路への流量が多くなるように制御装置が流量調整弁を制御することで、熱交換器を介した第1温調媒体と第2温調媒体との熱交換を促進できる。したがって、第2温調媒体の熱を利用して、第1温調媒体を速やかに昇温することが可能となり、第1温調媒体の温度が低いことに起因した回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制できる。
(2) (1)に記載の車両用温調システムであって、
前記車両は、前記制御装置の制御にしたがって開閉されて、前記ラジエータに当たる外気の量を調整可能に構成されたシャッタ(グリルシャッタ70)をさらに備え、
前記制御装置は、さらに、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも低い場合には、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、前記ラジエータに当たる外気が少なくなるように前記シャッタを制御する、
車両用温調システム。
(2)によれば、第1温調媒体の温度が第2温調媒体の温度よりも低い場合には、ラジエータに当たる外気が少なくなるように制御装置がシャッタを制御することで、ラジエータによる第2温調媒体の冷却を抑制できる。これにより、第2温調媒体の熱をより効率的に利用して、第1温調媒体を昇温することが可能となる。
(3) (1)又は(2)に記載の車両用温調システムであって、
前記制御装置は、さらに、前記第2温調媒体の温度が所定値を超えた場合には、前記第2温調媒体の温度が前記所定値を超える前に比べて、前記第1分岐流路への流量が多くなるように前記流量調整弁を制御する、
車両用温調システム。
(3)によれば、第2温調媒体の温度が所定値を超えた場合には、第1分岐流路への流量が多くなるように制御装置が流量調整弁を制御するので、高温となった第2温調媒体が、熱交換器を介した第1温調媒体との熱交換によりさらに高温となってしまうことを回避できる。
10 車両用温調システム
20 電動機(回転電機)
40 変速装置(ギヤボックス)
50 電力変換装置
61 第1温調回路
61a 第1温度センサ
611 第1ポンプ
62 第2温調回路
62a 第2温度センサ
620b1 第1分岐流路
620b2 第2分岐流路
621 第2ポンプ
622 ラジエータ
626 バルブ装置(流量調整弁)
63 熱交換器
70 グリルシャッタ(シャッタ)
ECU 制御装置
V 車両

Claims (3)

  1. 車両が備える回転電機及びギヤボックスの温調を行う、第1ポンプが設けられた第1温調回路と、
    前記車両が備える電力変換装置の温調を行う、第2ポンプが設けられた第2温調回路と、
    前記第1温調回路を循環する第1温調媒体と前記第2温調回路を循環する第2温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器と、
    制御装置と、
    を備える車両用温調システムであって、
    前記第1温調回路は、前記第1温調媒体の温度を検出する第1温度センサを備え、
    前記第2温調回路は、
    前記第2温調媒体の温度を検出する第2温度センサと、
    前記第2温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータと、
    前記熱交換器を迂回する前記第2温調媒体の第1分岐流路と、
    前記熱交換器を通る前記第2温調媒体の第2分岐流路と、
    前記第2温調媒体の前記第2分岐流路への流量を調整する流量調整弁と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記第1温度センサにより検出された前記第1温調媒体の温度と、前記第2温度センサにより検出された前記第2温調媒体の温度とに基づいて、前記流量調整弁を制御可能に構成され、
    前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも低い場合には、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、前記第2分岐流路への流量が多くなるように前記流量調整弁を制御する、
    車両用温調システム。
  2. 請求項1に記載の車両用温調システムであって、
    前記車両は、前記制御装置の制御にしたがって開閉されて、前記ラジエータに当たる外気の量を調整可能に構成されたシャッタをさらに備え、
    前記制御装置は、さらに、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも低い場合には、前記第1温調媒体の温度が前記第2温調媒体の温度よりも高い場合に比べて、前記ラジエータに当たる外気が少なくなるように前記シャッタを制御する、
    車両用温調システム。
  3. 請求項1又は2に記載の車両用温調システムであって、
    前記制御装置は、さらに、前記第2温調媒体の温度が所定値を超えた場合には、前記第2温調媒体の温度が前記所定値を超える前に比べて、前記第1分岐流路への流量が多くなるように前記流量調整弁を制御する、
    車両用温調システム。
JP2021153638A 2021-09-21 2021-09-21 車両用温調システム Active JP7314222B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021153638A JP7314222B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 車両用温調システム
US17/898,912 US20230093610A1 (en) 2021-09-21 2022-08-30 Vehicle temperature control system
CN202211140642.2A CN115839404A (zh) 2021-09-21 2022-09-19 车辆用温度调节系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021153638A JP7314222B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 車両用温調システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023045307A true JP2023045307A (ja) 2023-04-03
JP7314222B2 JP7314222B2 (ja) 2023-07-25

Family

ID=85572016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021153638A Active JP7314222B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 車両用温調システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230093610A1 (ja)
JP (1) JP7314222B2 (ja)
CN (1) CN115839404A (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015159679A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 マツダ株式会社 冷却システム
JP2015218789A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
WO2019197858A1 (ja) * 2018-04-10 2019-10-17 日産自動車株式会社 電動モータの冷却方法および冷却装置
JP2020104826A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 株式会社マーレ フィルターシステムズ 車両用の熱交換システム
JP2020133608A (ja) * 2019-02-26 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車用の冷却システム
WO2022163056A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 日本電産株式会社 温調装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015159679A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 マツダ株式会社 冷却システム
JP2015218789A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
WO2019197858A1 (ja) * 2018-04-10 2019-10-17 日産自動車株式会社 電動モータの冷却方法および冷却装置
JP2020104826A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 株式会社マーレ フィルターシステムズ 車両用の熱交換システム
JP2020133608A (ja) * 2019-02-26 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車用の冷却システム
WO2022163056A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 日本電産株式会社 温調装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7314222B2 (ja) 2023-07-25
US20230093610A1 (en) 2023-03-23
CN115839404A (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4631652B2 (ja) 冷却システムおよびその制御方法並びに自動車
EP3517335B1 (en) Electric vehicle
JP6652041B2 (ja) 車両用冷却装置
US9199531B2 (en) Hybrid electric vehicle cooling circuit and method of cooling
US20120085511A1 (en) Cooling system for hybrid vehicle
US11441475B2 (en) Cooling system
US11597375B2 (en) Vehicle control device
US20220219526A1 (en) Vehicle temperature adjustment system
JP7314222B2 (ja) 車両用温調システム
US11614022B2 (en) Vehicle temperature adjustment system
KR100622735B1 (ko) 연료전지 자동차의 냉각시스템
JP7314223B2 (ja) 車両用温調システム
JP2023045308A (ja) 車両用温調システム
JP2018170825A (ja) 車両用冷却システム
JP2005218272A (ja) モータ冷却装置
JP2005188333A (ja) ハイブリッド車両の冷却装置
US20230234588A1 (en) Vehicle
US20220219541A1 (en) Vehicle temperature adjustment system
JP2020059407A (ja) 車両の制御装置
KR20200065744A (ko) 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법
WO2022184321A1 (en) A motor vehicle powertrain with an electric machine and a continuously variable transmission
JP2020037368A (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220530

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7314222

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150