JP3882883B2 - モータの冷却装置 - Google Patents
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- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動源として使用されるモータの冷却装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
例えば特開２０００−９２１５号公報に記載のように、走行用の駆動源としてエンジンと共にモータを備えたハイブリッド車両等では、省スペース等の観点から、モータを変速機に一体化させたレイアウトを採用しているものがある。そして、この種のモータは運転時に発熱量が非常に多いことから、冷却のためにモータのハウジングの外周にウォータジャケットを形成して、その内部に冷却水を循環させて過熱を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにモータを変速機に一体化させた場合、モータ側のウォータジャケットは変速機と隣接することになり、結果として変速機に対しても冷却作用が奏される。よって、例えば極低温での冷態始動時等には、上記ウォータジャケットによる冷却作用で、変速機の温度上昇が緩慢となってしまい、変速機の本来の動作が望める通常の温度域に達するまでの期間が長引いてしまう。よって、それまでの間は、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）による粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が避けられなかった。
【０００４】
本発明の目的は、冷態始動時等に変速機に対する不適切な冷却を防止して、変速機を速やかに昇温させ、もって、低温時に発生する変速機の種々の不具合を早期に解消することができるモータの冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、モータと変速機とが隣接して設置されると共に、モータの周囲に冷却液通路が形成され、冷却液通路を流れる冷却液の流量を変速機の温度に応じて制御する流量制御手段を備えた。
従って、冷却液通路を流れる冷却液によりモータが冷却されると共に、モータに隣接する変速機に対しても冷却作用を及ぼす。そして、この冷却液の流量が変速機に温度に応じて制御されることから、変速機を適切な温度に保つことに役立つ。よって、変速機の温度が低いときの不具合、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦによる粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が抑制される。
【０００６】
又、請求項２の発明では、流量制御手段を、変速機の温度が低いときに冷却液の流量を減少させるように構成した。従って、例えば極低温での冷態始動時等のように、変速機が冷えて本来の動作が望めないときには、冷却液の流量が減少されて冷却作用が低められ、変速機が速やかに昇温される。
又、請求項３の発明では、モータと変速機とが隣接して設置されると共に、モータの周囲に冷却液通路が形成されたモータの冷却装置において、冷却液通路を流れる冷却液の流量を調整する流量調整手段と、モータの温度を検出するモータ温度検出手段と、変速機の温度を検出する変速機温度検出手段と、モータ温度検出手段により検出されたモータ温度が第１の閾値より高いとき、若しくは変速機温度検出手段により検出された変速機温度が第２の閾値より高いときに、流量調整手段により冷却液の流量を増加側に制御し、モータ温度が第１の閾値より低く、且つ変速機温度が第２の閾値より低いときには、流量調整手段により冷却液の流量を減少側に制御する流量制御手段とを備えた。
従って、モータ温度検出手段により検出されたモータ温度が第１の閾値より高いとき、若しくは変速機温度検出手段により検出された変速機温度が第２の閾値より高いとき、即ち、モータまたは変速機が冷却を要するときには、流量調整手段により冷却液の流量が増加側に制御されて冷却が図られる一方、モータ温度が第１の閾値より低く、且つ変速機温度が第２の閾値より低いとき、即ち、モータは冷却する必要がなく、変速機は冷えて本来の動作が望めない状態にあるときには、流量調整手段により冷却液の流量が減少側に制御されるため、変速機が作動に伴う自己発熱やモータ側からの熱伝達により速やかに昇温される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパラレル式ハイブリッド車両に搭載されるモータの冷却装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１の全体構成図に示すように、本実施形態のハイブリッド車両は、走行用の駆動源としてエンジン１及びモータ（モータ／ジェネレータ）２を備えたパラレル式ハイブリッド車両として構成されており、エンジン１の出力軸１ａとモータ２の回転軸２ａとはクラッチ３を介して相互に接続されている。モータ２のハウジングは変速機４のハウジングに対して一体的に設けられ、図示はしないが、モータ２の回転軸２ａは変速機４の入力軸と接続されている。変速機４の出力軸４ａはクラッチ５を介してディファレンシャルギア６に接続され、ディファレンシャルギア６はドライブシャフト７を介して左右の駆動輪（前輪）８に接続されている。
【０００８】
前記モータ２のハウジングの外周には、図示しないステータを取巻くように冷却液通路としてのウォータジャケット９が形成され、このウォータジャケット９の上部及び下部は、上側管路１０及び下側管路１１を介してクーラ（熱冷却器）１２に接続されている。ウォータジャケット９、管路１０，１１及びクーラ１２の内部には冷却水が充填されており、下側管路１１に設けられた電動式のポンプ１３により、冷却水はクーラ１２側から下側管路１１を経てウォータジャケット９側に案内され、その後に上側管路１０を経てクーラ１２側に案内され、この循環を繰り返す。そして、冷却水はウォータジャケット９内においてモータ２の熱を奪い、その熱をクーラ１２内において走行風等を利用して放熱し、これによりモータ２の冷却作用を奏すると共に、このときの冷却水はウォータジャケット９に隣接する変速機４からも熱を奪い、変速機４に対しても冷却作用を及ぼす。
【０００９】
一方、車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、前記モータ２のステータに内蔵された温度センサ２２（モータ温度検出手段）、及び前記変速機４内に設置された温度センサ２３（変速機温度検出手段）等のセンサ類が接続され、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。尚、変速機４の温度センサ２３は、変速制御に利用される油温を検出するための既存のものである。ＥＣＵ２１の出力側には前記ポンプ１３が接続され、ＥＣＵ２１によりポンプ１３の回転速度が制御される。本実施形態では、このＥＣＵ２１により流量制御手段が構成され、ポンプ１３により流量調整手段が構成されている。
【００１０】
次に、以上のように構成されたハイブリッド車両用のモータの冷却装置により実施される冷却処理について説明する。
ＥＣＵ２１は温度センサ２２，２３により検出されたモータ温度Ｔmot（ステータ温度）及び変速機温度Ｔt/m（ＡＴＦの油温）に基づき、下表に従ってポンプ１３の回転速度を制御して、ウォータジャケット９とクーラ１２との間で循環する冷却水の流量を高低２段階（増加・減少）に調整する。
【００１１】
【表１】
【００１２】
この制御により、以下に説明するようにモータ２及び変速機４の温度Ｔmot，Ｔt/mの適正化が図られる。
まず、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に高い場合には（Ｔmot≧Ｔmot0（第１の設定値），Ｔt/m≧Ｔt/m0（第２の設定値））、冷却水の流量が増加側に制御される。これにより、モータ２に対する冷却作用が高められて過熱が防止されると共に、変速機４への冷却作用も高められて過熱が防止される。
【００１３】
又、変速機温度Ｔt/mが低い場合であってもモータ温度Ｔmotが高いときには（Ｔmot≧Ｔmot0，Ｔt/m＜Ｔt/m0）、冷却水の流量が増加側に制御される。つまり、この冷却装置はモータ２の冷却を主目的とすることから、この場合には変速機４側の温度低下による多少の不具合は容認して、モータ２の過熱防止が優先される。
【００１４】
又、モータ温度Ｔmotが低い場合であっても変速機温度Ｔt/mが高いときには（Ｔmot＜Ｔmot0，Ｔt/m≧Ｔt/m0）、冷却水の流量が増加側に制御される。つまり、上記のようにモータ２の冷却が主目的であるものの、変速機４側の過熱も好ましくないことから、この場合には変速機４側の過熱防止が優先される。但し、この場合に必ずしも流量を増加させる必要はなく、逆に減少側に制御してもよい。
【００１５】
一方、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に低い場合（Ｔmot＜Ｔmot0，Ｔt/m＜Ｔt/m0）には、冷却水の流量が減少側に制御される。このような状況は、例えば極低温での冷態始動時等に発生し、モータ２は冷却する必要がない一方、変速機４は冷えて本来の動作が望めない状態にある。ここで、上記冷却水の流量減少により、モータ２と共に変速機４に対する冷却作用が低められることから、結果として変速機４は、作動に伴う自己発熱やモータ２側からの熱伝達により速やかに昇温される。
【００１６】
よって、変速機温度Ｔt/mが低いときの変速機４の不具合、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦによる粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が発生する期間を短縮化し、もって、変速機４を早期に本来の動作状態とすることができる。
【００１７】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ハイブリッド車両に搭載されるモータ２の冷却装置に具体化したが、モータ２と変速機４とが一体化した構成であれば、車両の種類はこれに限定されず、例えば電気自動車用のモータの冷却装置に具体化してもよい。
【００１８】
又、上記実施形態では、冷却水の流量を高低２段階に調整可能とし、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に低い場合に、冷却水の流量を減少させるようにしたが、これに限定されることはなく、例えばモータ温度Ｔmotや変速機温度Ｔt/mに応じて冷却水の流量を無段階で調整してもよいし、上記のように冷却水の流量を減少させる代わりに、その循環を完全に遮断してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１，２の発明のモータの冷却装置によれば、冷態始動時等に変速機に対する不適切な冷却を防止して、変速機を速やかに昇温させ、もって、低温時に発生する変速機の種々の不具合を早期に解消することができる。
請求項３の発明のモータの冷却装置によれば、変速機温度と共にモータ温度も冷却液の流量制御に反映させていることから、変速機のみならずモータの温度も適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のハイブリッド車両に搭載されるモータの冷却装置を示す全体構成図である。
【符号の説明】
２ モータ
４ 変速機
９ ウォータジャケット（冷却液通路）
１３ ポンプ（流量調整手段）
２１ ＥＣＵ（流量制御手段）
２２ 温度センサ（モータ温度検出手段）
２３ 温度センサ（変速機温度検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動源として使用されるモータの冷却装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
例えば特開２０００−９２１５号公報に記載のように、走行用の駆動源としてエンジンと共にモータを備えたハイブリッド車両等では、省スペース等の観点から、モータを変速機に一体化させたレイアウトを採用しているものがある。そして、この種のモータは運転時に発熱量が非常に多いことから、冷却のためにモータのハウジングの外周にウォータジャケットを形成して、その内部に冷却水を循環させて過熱を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにモータを変速機に一体化させた場合、モータ側のウォータジャケットは変速機と隣接することになり、結果として変速機に対しても冷却作用が奏される。よって、例えば極低温での冷態始動時等には、上記ウォータジャケットによる冷却作用で、変速機の温度上昇が緩慢となってしまい、変速機の本来の動作が望める通常の温度域に達するまでの期間が長引いてしまう。よって、それまでの間は、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）による粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が避けられなかった。
【０００４】
本発明の目的は、冷態始動時等に変速機に対する不適切な冷却を防止して、変速機を速やかに昇温させ、もって、低温時に発生する変速機の種々の不具合を早期に解消することができるモータの冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、モータと変速機とが隣接して設置されると共に、モータの周囲に冷却液通路が形成され、冷却液通路を流れる冷却液の流量を変速機の温度に応じて制御する流量制御手段を備えた。
従って、冷却液通路を流れる冷却液によりモータが冷却されると共に、モータに隣接する変速機に対しても冷却作用を及ぼす。そして、この冷却液の流量が変速機に温度に応じて制御されることから、変速機を適切な温度に保つことに役立つ。よって、変速機の温度が低いときの不具合、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦによる粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が抑制される。
【０００６】
又、請求項２の発明では、流量制御手段を、変速機の温度が低いときに冷却液の流量を減少させるように構成した。従って、例えば極低温での冷態始動時等のように、変速機が冷えて本来の動作が望めないときには、冷却液の流量が減少されて冷却作用が低められ、変速機が速やかに昇温される。
又、請求項３の発明では、モータと変速機とが隣接して設置されると共に、モータの周囲に冷却液通路が形成されたモータの冷却装置において、冷却液通路を流れる冷却液の流量を調整する流量調整手段と、モータの温度を検出するモータ温度検出手段と、変速機の温度を検出する変速機温度検出手段と、モータ温度検出手段により検出されたモータ温度が第１の閾値より高いとき、若しくは変速機温度検出手段により検出された変速機温度が第２の閾値より高いときに、流量調整手段により冷却液の流量を増加側に制御し、モータ温度が第１の閾値より低く、且つ変速機温度が第２の閾値より低いときには、流量調整手段により冷却液の流量を減少側に制御する流量制御手段とを備えた。
従って、モータ温度検出手段により検出されたモータ温度が第１の閾値より高いとき、若しくは変速機温度検出手段により検出された変速機温度が第２の閾値より高いとき、即ち、モータまたは変速機が冷却を要するときには、流量調整手段により冷却液の流量が増加側に制御されて冷却が図られる一方、モータ温度が第１の閾値より低く、且つ変速機温度が第２の閾値より低いとき、即ち、モータは冷却する必要がなく、変速機は冷えて本来の動作が望めない状態にあるときには、流量調整手段により冷却液の流量が減少側に制御されるため、変速機が作動に伴う自己発熱やモータ側からの熱伝達により速やかに昇温される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパラレル式ハイブリッド車両に搭載されるモータの冷却装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１の全体構成図に示すように、本実施形態のハイブリッド車両は、走行用の駆動源としてエンジン１及びモータ（モータ／ジェネレータ）２を備えたパラレル式ハイブリッド車両として構成されており、エンジン１の出力軸１ａとモータ２の回転軸２ａとはクラッチ３を介して相互に接続されている。モータ２のハウジングは変速機４のハウジングに対して一体的に設けられ、図示はしないが、モータ２の回転軸２ａは変速機４の入力軸と接続されている。変速機４の出力軸４ａはクラッチ５を介してディファレンシャルギア６に接続され、ディファレンシャルギア６はドライブシャフト７を介して左右の駆動輪（前輪）８に接続されている。
【０００８】
前記モータ２のハウジングの外周には、図示しないステータを取巻くように冷却液通路としてのウォータジャケット９が形成され、このウォータジャケット９の上部及び下部は、上側管路１０及び下側管路１１を介してクーラ（熱冷却器）１２に接続されている。ウォータジャケット９、管路１０，１１及びクーラ１２の内部には冷却水が充填されており、下側管路１１に設けられた電動式のポンプ１３により、冷却水はクーラ１２側から下側管路１１を経てウォータジャケット９側に案内され、その後に上側管路１０を経てクーラ１２側に案内され、この循環を繰り返す。そして、冷却水はウォータジャケット９内においてモータ２の熱を奪い、その熱をクーラ１２内において走行風等を利用して放熱し、これによりモータ２の冷却作用を奏すると共に、このときの冷却水はウォータジャケット９に隣接する変速機４からも熱を奪い、変速機４に対しても冷却作用を及ぼす。
【０００９】
一方、車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、前記モータ２のステータに内蔵された温度センサ２２（モータ温度検出手段）、及び前記変速機４内に設置された温度センサ２３（変速機温度検出手段）等のセンサ類が接続され、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。尚、変速機４の温度センサ２３は、変速制御に利用される油温を検出するための既存のものである。ＥＣＵ２１の出力側には前記ポンプ１３が接続され、ＥＣＵ２１によりポンプ１３の回転速度が制御される。本実施形態では、このＥＣＵ２１により流量制御手段が構成され、ポンプ１３により流量調整手段が構成されている。
【００１０】
次に、以上のように構成されたハイブリッド車両用のモータの冷却装置により実施される冷却処理について説明する。
ＥＣＵ２１は温度センサ２２，２３により検出されたモータ温度Ｔmot（ステータ温度）及び変速機温度Ｔt/m（ＡＴＦの油温）に基づき、下表に従ってポンプ１３の回転速度を制御して、ウォータジャケット９とクーラ１２との間で循環する冷却水の流量を高低２段階（増加・減少）に調整する。
【００１１】
【表１】
この制御により、以下に説明するようにモータ２及び変速機４の温度Ｔmot，Ｔt/mの適正化が図られる。
まず、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に高い場合には（Ｔmot≧Ｔmot0（第１の設定値），Ｔt/m≧Ｔt/m0（第２の設定値））、冷却水の流量が増加側に制御される。これにより、モータ２に対する冷却作用が高められて過熱が防止されると共に、変速機４への冷却作用も高められて過熱が防止される。
【００１３】
又、変速機温度Ｔt/mが低い場合であってもモータ温度Ｔmotが高いときには（Ｔmot≧Ｔmot0，Ｔt/m＜Ｔt/m0）、冷却水の流量が増加側に制御される。つまり、この冷却装置はモータ２の冷却を主目的とすることから、この場合には変速機４側の温度低下による多少の不具合は容認して、モータ２の過熱防止が優先される。
【００１４】
又、モータ温度Ｔmotが低い場合であっても変速機温度Ｔt/mが高いときには（Ｔmot＜Ｔmot0，Ｔt/m≧Ｔt/m0）、冷却水の流量が増加側に制御される。つまり、上記のようにモータ２の冷却が主目的であるものの、変速機４側の過熱も好ましくないことから、この場合には変速機４側の過熱防止が優先される。但し、この場合に必ずしも流量を増加させる必要はなく、逆に減少側に制御してもよい。
【００１５】
一方、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に低い場合（Ｔmot＜Ｔmot0，Ｔt/m＜Ｔt/m0）には、冷却水の流量が減少側に制御される。このような状況は、例えば極低温での冷態始動時等に発生し、モータ２は冷却する必要がない一方、変速機４は冷えて本来の動作が望めない状態にある。ここで、上記冷却水の流量減少により、モータ２と共に変速機４に対する冷却作用が低められることから、結果として変速機４は、作動に伴う自己発熱やモータ２側からの熱伝達により速やかに昇温される。
【００１６】
よって、変速機温度Ｔt/mが低いときの変速機４の不具合、例えばバルブボディの切換動作やクラッチの係合動作が所期のタイミングで行われずにドライバビリティが悪化したり、低温のＡＴＦによる粘性抵抗で燃費が悪化したりする等の不具合が発生する期間を短縮化し、もって、変速機４を早期に本来の動作状態とすることができる。
【００１７】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ハイブリッド車両に搭載されるモータ２の冷却装置に具体化したが、モータ２と変速機４とが一体化した構成であれば、車両の種類はこれに限定されず、例えば電気自動車用のモータの冷却装置に具体化してもよい。
【００１８】
又、上記実施形態では、冷却水の流量を高低２段階に調整可能とし、モータ温度Ｔmot及び変速機温度Ｔt/mが共に低い場合に、冷却水の流量を減少させるようにしたが、これに限定されることはなく、例えばモータ温度Ｔmotや変速機温度Ｔt/mに応じて冷却水の流量を無段階で調整してもよいし、上記のように冷却水の流量を減少させる代わりに、その循環を完全に遮断してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１，２の発明のモータの冷却装置によれば、冷態始動時等に変速機に対する不適切な冷却を防止して、変速機を速やかに昇温させ、もって、低温時に発生する変速機の種々の不具合を早期に解消することができる。
請求項３の発明のモータの冷却装置によれば、変速機温度と共にモータ温度も冷却液の流量制御に反映させていることから、変速機のみならずモータの温度も適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のハイブリッド車両に搭載されるモータの冷却装置を示す全体構成図である。
【符号の説明】
２ モータ
４ 変速機
９ ウォータジャケット（冷却液通路）
１３ ポンプ（流量調整手段）
２１ ＥＣＵ（流量制御手段）
２２ 温度センサ（モータ温度検出手段）
２３ 温度センサ（変速機温度検出手段）
Claims (3)
- モータと変速機とが隣接して設置されると共に、該モータの周囲に冷却液通路が形成され、該冷却液通路を流れる冷却液の流量を上記変速機の温度に応じて制御する流量制御手段を備えたことを特徴とするモータの冷却装置。
- 上記流量制御手段は、上記変速機の温度が低いときに上記冷却液の流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載のモータの冷却装置。
- モータと変速機とが隣接して設置されると共に、該モータの周囲に冷却液通路が形成されたモータの冷却装置において、
上記冷却液通路を流れる冷却液の流量を調整する流量調整手段と、
上記モータの温度を検出するモータ温度検出手段と、
上記変速機の温度を検出する変速機温度検出手段と、
上記モータ温度検出手段により検出されたモータ温度が第１の閾値より高いとき、若しくは上記変速機温度検出手段により検出された変速機温度が第２の閾値より高いときに、上記流量調整手段により上記冷却液の流量を増加側に制御し、上記モータ温度が第１の閾値より低く、且つ上記変速機温度が第２の閾値より低いときには、上記流量調整手段により冷却液の流量を減少側に制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とするモータの冷却装置。
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2001
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