本発明の一実施形態において、前記バッテリの温度が所定の第1閾値温度以下になると、前記第1放熱器からの放熱量を減少させる制御を開始する。このように前記バッテリの温度が所定の第1閾値温度以下になると、すなわちバッテリを冷却する必要性が低くなると、第1放熱器からの放熱量を減少させる制御の開始により第1電動機に対する冷却性能が向上して第1電動機が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本発明の一実施形態において、前記第1放熱器は、コンプレッサによって圧縮された前記第1冷却回路の第1冷媒が送られるACコンデンサであり、前記コンプレッサの回転速度を減少させることにより前記第1放熱器からの放熱量を減少させる。このようにコンプレッサの回転速度の減少によりACコンデンサに送られる第1冷媒の流量が減少させられてACコンデンサからの放熱量が減少させられる。これにより第1電動機に対する冷却性能が向上して第1電動機が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本発明の一実施形態において、前記第1電動機および前記第2電動機の少なくとも一方の温度がそれぞれの所定の第2閾値温度以上になると、前記第2放熱器からの放熱量を増加させる制御を開始する。このように第1電動機および第2電動機の少なくとも一方の温度がそれぞれの所定の第2閾値温度以上になると、第2放熱器からの放熱量を増加させる制御の開始により第1電動機に対する冷却性能が向上する。これにより第1電動機が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本発明の一実施形態において、前記第1電動機および前記第2電動機の少なくとも一方の温度がそれぞれの所定の第2閾値温度以上になると、前記第2放熱器からの放熱量を増加させる制御を開始し、前記第2放熱器は、ポンプの作動により前記第1電動機および前記第2電動機で発生した熱が移動させられるラジエータであり、前記ポンプの回転速度を増加させることにより前記第2放熱器からの放熱量を増加させる。このように冷却の必要性が相対的に低いバッテリで発生した熱を放熱する第1放熱器からの放熱量が減少させられると共に、冷却の必要性が相対的に高い第1電動機および第2電動機で発生した熱を放熱する第2放熱器からの放熱量が増加させられる。従って第1電動機に対する冷却性能が、単に第1放熱器からの放熱量を減少させたときよりも更に向上することで第1電動機が負荷率制限による動作制限を受けることが更に抑制される。
本発明の一実施形態において、前記異なる走行モードは、前記第1電動機で発電された電力が前記第2電動機で消費される第2走行モードである。このようにハイブリッド車両が第1電動機および第2電動機に対する冷却の必要性が相対的に高い動力循環状態が生じる第1走行モードであるとき、ハイブリッド車両が第1電動機および第2電動機に対する冷却の必要性が相対的に低い第2走行モードのときよりも第1放熱器からの放熱量が減少させられる。これにより冷却の必要性が相対的に高い第1走行モードのときの第1電動機に対する冷却性能が、冷却の必要性が相対的に低い第2走行モードのときよりも向上して第1電動機が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両の電子制御装置100が搭載されたハイブリッド車両10(以下、車両10という)の概略構成図である。車両10は、エンジン12、バッテリ14、パワーコントロールユニット16(以下、PCU16という)、トランスアクスル24、一対の駆動輪22、および電子制御装置100を備える。
エンジン12は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関にて構成されている。なお、エンジン12は、本発明における「駆動源」に相当する。
バッテリ14は、例えばリチウムイオン組電池やニッケル水素組電池などの充放電可能な2次電池である。バッテリ14は、第1電動機MG1或いは第2電動機MG2で発電された電力をPCU16経由で蓄電したり、第1電動機MG1或いは第2電動機MG2を駆動するための電力をPCU16経由で供給したりする。
PCU16は、第1電動機MG1或いは第2電動機MG2で発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ14に供給することでバッテリ14に蓄電する。PCU16は、バッテリ14から出力された直流電力を交流電力に変換して第1電動機MG1或いは第2電動機MG2に供給することでそれらを駆動する。
トランスアクスル24は、第1電動機MG1、第2電動機MG2、動力分配機構18、および減速機20を備える。第1電動機MG1および第2電動機MG2はいずれも発電機機能をも有する所謂モータジェネレータである。具体的には、動力分配機構18の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第1電動機MG1は、反力を発生するためのジェネレータ機能(発電機機能)を備える。一対の駆動輪22に動力伝達可能に連結された第2電動機MG2は、走行用の動力源として動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ機能(電動機機能)および車両10の運動エネルギーを電力に変換する回生機能(発電機機能)を備える。動力分配機構18は、例えばエンジン12の出力について、減速機20経由で一対の駆動輪22へ伝達する動力伝達経路と第1電動機MG1へ伝達する動力伝達経路とへ伝達する動力を分配する機能を有する。
電子制御装置100は、ECUとも呼ばれ、CPU、RAM、ROM、および入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両10の各種装置を制御する。なお、電子制御装置100は、本発明における「制御装置」に相当する。
電子制御装置100には、MG1温度センサ90で検出された第1電動機MG1の温度である第1電動機温度Temp_mg1(℃)が入力され、MG2温度センサ92で検出された第2電動機MG2の温度である第2電動機温度Temp_mg2(℃)が入力され、バッテリ温度センサ94で検出されたバッテリ14の温度であるバッテリ温度Temp_bat(℃)が入力される。電子制御装置100からは、制御指令信号がエンジン12およびPCU16に出力され、エンジン12の運転制御やPCU16を介した第1電動機MG1および第2電動機MG2の運転制御が行われる。
図2は、図1に示す動力分配機構18の構成を説明する図である。動力分配機構18は、第1遊星歯車装置18aおよび第2遊星歯車装置18bを備える。動力分配機構18は、エンジン12と一対の駆動輪22との間の動力伝達経路の一部を構成しており、エンジン12の出力を一対の駆動輪22へ出力する差動機構である。そして第1遊星歯車装置18aは、第1電動機MG1により差動状態が制御される電気式差動機構として機能する。
第1遊星歯車装置18aにおいて、サンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1は、それぞれ相互に相対回転可能となることから、エンジン12の出力が第1電動機MG1および出力歯車20aを介して一対の駆動輪22に分配される。このように、第1遊星歯車装置18aは、入力軸12aに伝達されたエンジン12の出力を機械的に分配する動力分配機構である。
エンジン12の出力が第1電動機MG1に分配されることにより第1電動機MG1で発電され、その発電された電気エネルギーがバッテリ14に蓄電されたりその電気エネルギーで第2電動機MG2が回転駆動されたりする。この第1電動機MG1で発電が行われた場合、第1電動機MG1で発電された電気エネルギーのうちその一部が、必要に応じてバッテリ14へ蓄電される。トランスアクスル24は、例えば第1遊星歯車装置18aの差動状態が第1電動機MG1により制御されることにより、エンジン12の所定回転速度に拘わらず一対の駆動輪22の回転速度が連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。なお、上述のように第1電動機MG1で発電された電力が第2電動機MG2で消費される走行モードは第2走行モードであり、後述のように第2電動機MG2で発電された電力が第1電動機MG1で消費される動力循環状態が生じる走行モードは第1走行モードである。
第1遊星歯車装置18aのリングギヤR1および第2遊星歯車装置18bのリングギヤR2は一体化された複合歯車となっており、その外周部に出力歯車20aが設けられている。そのため、本実施例では、リングギヤR1の回転速度、リングギヤR2の回転速度、および出力歯車20aの出力歯車回転速度Nout(rpm)は互いに同一である。
第2遊星歯車装置18bにおいては、キャリアCA2はトランスアクスル24の非回転部材であるケース24aに連結されることで回転が阻止され、サンギヤS2は第2電動機MG2に連結され、リングギヤR2は出力歯車20aに連結されている。これにより、第2電動機MG2の回転が減速させられて出力歯車20aに伝達される。
図3は、図2に示す動力分配機構18において、第1電動機MG1が力行状態で動力循環状態が生じる第1走行モードにおける第1遊星歯車装置18aの差動状態を表した共線図の一例である。図3に示す第1走行モードでは、第2電動機MG2が発電するとともに、第1電動機MG1が負回転且つ力行状態とされて第2電動機MG2が発電した電気エネルギーを消費する動力循環状態となっている。この第2電動機MG2で発電が行われた場合、第2電動機MG2で発電された電気エネルギーのうちその一部が、必要に応じてバッテリ14へ蓄電される。動力循環状態が生じると、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生する熱量が相対的に多くなって第1電動機温度Temp_mg1および第2電動機温度Temp_mg2が上昇しやすくなり、バッテリ14で発生する熱量が相対的に少なくなる。なお、第1遊星歯車装置18aの歯車比ρは、サンギヤS1の歯数をリングギヤR1の歯数で除したものであるため、1よりも小さい値である。
ところで、動力循環状態が生じる第1走行モードのときにおけるエンジン12の出力が一対の駆動輪22へ伝達される効率は、前述の第1電動機MG1で発電された電力が第2電動機MG2で消費される第2走行モードのときに比較して良くない。そのため、第1走行モードでは、第2走行モードに比較して第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生する熱が多くなりやすい。
図4は、図1に示すバッテリ14、PCU16、第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する各冷却回路の概略構成および各冷却回路を制御する電子制御装置100の制御系統の要部を説明する機能ブロック図である。
まず、図4に基づいてバッテリ14、PCU16、第1電動機MG1および第2電動機MG2の各冷却回路の概略構成を説明する。バッテリ用冷却回路30は、バッテリ14を冷却する冷却回路である。PCU用冷却回路40は、PCU16を冷却する冷却回路である。第1の電動機用冷却回路50は、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却する冷却回路である。第2の電動機用冷却回路60は、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱をPCU用冷却回路40へ移動させ、PCU用冷却回路40のラジエータ46から放熱させることで第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却する冷却回路である。なお、バッテリ用冷却回路30は、本発明における「第1冷却回路」に相当する。また、第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40の両方が作動することで第1電動機MG1および第2電動機MG2が冷却されるため、第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40は、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却する第2冷却回路70を構成する。
バッテリ用冷却回路30は、バッテリ14を冷却するための第1冷媒を流す流路32、第1冷媒を流路32に循環させるコンプレッサ34、第1冷媒を冷却するACコンデンサ36、膨張弁38、ファン80、およびバッテリ温度センサ94を備える。バッテリ用冷却回路30の流路32を流れる第1冷媒は、例えば代替フロンである。コンプレッサ34は気体の状態の第1冷媒を吸い込んで所要の凝縮圧力まで圧縮して高温高圧の半液体の状態の第1冷媒を流路32において矢印F1に示す方向にACコンデンサ36へ送り出す。コンプレッサ34は、例えば軸の回転が往復運動に変換されて冷媒を圧縮する往復式、ケーシング内に設けられた特殊な形状の回転体により冷媒を圧縮する回転式、または高速度で回転する羽根車の遠心力によって冷媒を圧縮するターボ式などである。コンプレッサ34の回転速度Ncon(rpm)が制御されることで、コンプレッサ34から送り出される第1冷媒の流量が決まる。コンプレッサ34の回転速度Nconが増加するとコンプレッサ34から送り出される第1冷媒の流量が増加し、コンプレッサ34の回転速度Nconが減少するとコンプレッサ34から送り出される第1冷媒の流量が減少する。ACコンデンサ36は送られた半液体の状態の第1冷媒を外気で冷却する熱交換器であり、ファン80により送風された冷却風W1によってACコンデンサ36に流された第1冷媒が冷却される。ACコンデンサ36に送られた第1冷媒は、冷却風W1によって冷却されて更に液化が進み、膨張弁38に送られる。液化された第1冷媒は膨張弁38に設けられた微小なノズル穴から噴射されて一気に気化し、これにより気化した第1冷媒は周囲の熱を奪うことによりバッテリ14が冷却される。バッテリ14を通過した第1冷媒は、コンプレッサ34で再び圧縮させられてACコンデンサ36に送り出される。なお、バッテリ14で発生した熱はバッテリ用冷却回路30の第1冷媒に移動させられ、ACコンデンサ36は、その第1冷媒に移動させられた熱を放熱する機能を有する。そのため、ACコンデンサ36は、本発明における「第1放熱器」に相当する。バッテリ温度センサ94は、バッテリ温度Temp_batを検出するためにバッテリ14に一体的に設けられている。コンプレッサ34の回転速度Nconおよびファン80の回転速度は、電子制御装置100からの制御指令信号に基づいて制御される。コンプレッサ34が作動し、ファン80が作動すると、バッテリ用冷却回路30内の流路32を第1冷媒が循環してバッテリ14が冷却される。
PCU用冷却回路40は、PCU16を冷却するための第2冷媒を流す流路42、第2冷媒を流路42に循環させるウォーターポンプ44、および第2冷媒を冷却するラジエータ46を備える。PCU用冷却回路40の流路42を流れる第2冷媒は、例えばエチレングリコール等が添加された冷却水であるLLC(Long Life Coolant)である。
ウォーターポンプ44は液状の第2冷媒を吸い込み、流路42において矢印F2に示す方向に第2冷媒を吐出してPCU16へ送り出す。ウォーターポンプ44は、例えば噛み合わされた歯車の回転で冷媒を吐出する歯車ポンプ、ケーシングに偏心して取り付けられた回転子に取り付けられた可動ベーンで冷媒を吐出するベーンポンプ(羽根式ポンプ)、または回転するバルブプレートによる弁機構と回転する傾斜した板によるピストンの往復運動で冷媒を吐出するピストンポンプなどである。ウォーターポンプ44は、その回転速度Npmp1(rpm)が制御されることで、ウォーターポンプ44から送り出される第2冷媒の吐出量(流量)が決まる。ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1が増加すると、ウォーターポンプ44から送り出される第2冷媒の吐出量は増加する。ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1が減少すると、ウォーターポンプ44から送り出される第2冷媒の吐出量は減少する。PCU16に送り出された第2冷媒はPCU16を冷却した後、ラジエータ46に流される。ラジエータ46は第2冷媒を外気で冷却する熱交換器であり、ファン80により送風された冷却風W1がACコンデンサ36を冷却した後の冷却風W2によって第2冷媒が冷却される。冷却風W2はラジエータ46を冷却した後、冷却風W3として車両外に排出される。ラジエータ46を通過した第2冷媒は、後述するオイルクーラー66に流される。オイルクーラー66を通過した第2冷媒は、ウォーターポンプ44によりPCU16に還流させられる。
ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1は、電子制御装置100からの制御指令信号に基づいて制御される。ウォーターポンプ44が作動し、ファン80が作動すると、PCU用冷却回路40内の流路42を第2冷媒が循環してPCU16が冷却される。
第1の電動機用冷却回路50は、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却するための第3冷媒を流す流路52、第3冷媒を流路52に循環させるオイルポンプ54、第3冷媒を冷却するオイルクーラー56、MG1温度センサ90、およびMG2温度センサ92を備える。第1の電動機用冷却回路50の流路52を流れる第3冷媒は、例えば化学合成油からなるATF(Automatic Transmission Fluid)である。
オイルポンプ54は液状の第3冷媒を吸い込み、流路52において矢印F3に示す方向に第3冷媒を吐出して第1電動機MG1および第2電動機MG2へ送り出す。オイルポンプ54は、例えば前述のウォーターポンプ44と同様、歯車ポンプ、ベーンポンプ、またはピストンポンプなどである。第1電動機MG1および第2電動機MG2に送り出された第3冷媒は、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却した後、オイルクーラー56に流される。オイルクーラー56に流された第3冷媒は、オイルクーラー56に設けられた放熱用フィンから放熱されることで冷却される。オイルクーラー56で冷却された第3冷媒は、オイルポンプ54により第1電動機MG1および第2電動機MG2に還流させられる。MG1温度センサ90は、第1電動機温度Temp_mg1を検出するために第1電動機MG1に一体的に設けられている。MG2温度センサ92は、第2電動機温度Temp_mg2を検出するために第2電動機MG2に一体的に設けられている。オイルポンプ54の回転速度は、電子制御装置100からの制御指令信号に基づいて制御される。オイルポンプ54が作動すると、第1の電動機用冷却回路50内の流路52を第3冷媒が循環して第1電動機MG1および第2電動機MG2が冷却される。
第2の電動機用冷却回路60は、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱をPCU用冷却回路40に移動させるために第4冷媒を流す流路62、第4冷媒を流路62に循環させるオイルポンプ64、および第4冷媒の熱を第2冷媒に移動させて第4冷媒を冷却するオイルクーラー66を備える。第2の電動機用冷却回路60の流路62を流れる第4冷媒は、例えば化学合成油である。
オイルポンプ64は液状の第4冷媒を吸い込み、流路62において矢印F4に示す方向に第4冷媒を吐出して第1電動機MG1および第2電動機MG2に送り出す。オイルポンプ64は、例えば前述のウォーターポンプ44と同様、歯車ポンプ、ベーンポンプ、またはピストンポンプなどである。オイルポンプ64は、その回転速度Npmp2(rpm)が制御されることで、オイルポンプ64から送り出される第4冷媒の吐出量(流量)が決まる。オイルポンプ64の回転速度Npmp2が増加すると、オイルポンプ64から送り出される第4冷媒の吐出量は増加する。オイルポンプ64の回転速度Npmp2が減少すると、オイルポンプ64から送り出される第4冷媒の吐出量は減少する。第1電動機MG1および第2電動機MG2に送り出された第4冷媒は、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却した後、オイルクーラー66に流される。オイルクーラー66において第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒とPCU用冷却回路40の第2冷媒との間で熱交換されることで、第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒およびPCU用冷却回路40の第2冷媒のうちの高温側から低温側へ熱が移動される。なお、オイルクーラー66において熱交換されるには、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64が両方とも作動している必要がある。オイルクーラー66で冷却された第4冷媒は、オイルポンプ64により第1電動機MG1および第2電動機MG2に還流させられる。なお、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱は第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒に移動させられ、その後オイルクーラー66経由でPCU用冷却回路40の第2冷媒に移動させられ、ラジエータ46はその第2冷媒に移動させられた熱を放熱する放熱器としての機能を有する。そのため、ラジエータ46は、本発明における「第2放熱器」に相当する。また、前述のウォーターポンプ44およびオイルポンプ64は、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱をラジエータ46に移動させる「ポンプ」として機能する。
オイルポンプ64の回転速度Npmp2およびウォーターポンプ44の回転速度Npmp1は、電子制御装置100からの制御指令信号に基づいて制御される。ウォーターポンプ44が作動し且つオイルポンプ64が作動すると、第2の電動機用冷却回路60内の流路62を第4冷媒が循環するとともにPCU用冷却回路40内の流路42を第2冷媒が循環し、第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒およびPCU用冷却回路40の第2冷媒のうちの高温側から低温側へ熱が移動される。これにより、第4冷媒が第2冷媒よりも高温であるときは、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱が、第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒、PCU用冷却回路40の第2冷媒、およびラジエータ46を介してファン80から送風された冷却風W2によって放熱される。
第1の電動機用冷却回路50は、単独で第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱をオイルクーラー56から放熱させて第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却する冷却回路である。第2の電動機用冷却回路60は、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱をオイルクーラー66によりPCU用冷却回路40の第2冷媒に移動させ、第2冷媒に移動された熱をラジエータ46から放熱させて、第1電動機MG1および第2電動機MG2を冷却する冷却回路である。第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却制御では、第1の電動機用冷却回路50のみの作動による冷却制御の他、第2冷却回路70のみの作動(すなわち、第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40のみの作動)による冷却制御や第1の電動機用冷却回路50と共に第2冷却回路70(第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40)の作動による冷却制御も可能である。
バッテリ用冷却回路30(第1冷却回路)と第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40(第2冷却回路70)とは、独立して設けられている。すなわち、バッテリ用冷却回路30の第1冷媒と第2冷却回路70の第2冷媒および第4冷媒とは共用されておらず、第1冷媒を循環させる機器(本実施例では、コンプレッサ34)と第2冷媒および第4冷媒を循環させる機器(本実施例では、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64)とは別々に作動させることが可能である。
図5は、図4に示すバッテリ用冷却回路30およびPCU用冷却回路40の各放熱器の配置について説明する図である。冷却風W1、W2、W3はいずれもファン80により送風された冷却風であり、冷却風W1、W2、W3は送風された冷却風の位置を示している。冷却風の風上側にACコンデンサ36が配置され、風下側にラジエータ46が配置されている。冷却風W1はACコンデンサ36に送風される冷却風である。冷却風W1はACコンデンサ36を冷却し、冷却風W1がACコンデンサ36からの放熱により暖められて冷却風W2となり、その冷却風W2はACコンデンサ36の風下側に配置されたラジエータ46に送風される。冷却風W2はラジエータ46を冷却し、冷却風W2がラジエータ46からの放熱により暖められて冷却風W3となり、その冷却風W3はラジエータ46の風下側に流されて車両外に排出される。風上側にACコンデンサ36が配置され、風下側にラジエータ46が配置されているのは、ACコンデンサ36の温度(例えば、50~80℃)の方がラジエータ46の温度(例えば、90℃程度)よりも低いため、風上側に配置されたACコンデンサ36によって暖められた冷却風W2でも風下側に配置されたラジエータ46を冷却できるようにするためである。このように冷却風の流れる方向に対してACコンデンサ36およびラジエータ46が縦に配置されることで、冷却風の流れる方向に対してACコンデンサ36およびラジエータ46が横に配置された場合に比較して、冷却風の流れる方向に対するACコンデンサ36およびラジエータ46の横方向の幅を全体として小さくすることができる。動力循環状態が生じる第1走行モードは、車両10が高車速である前進走行時に発生しやすいため、好適にはファン80は車両前進方向の前方に配置され、ラジエータ46は車両前進方向の後方に配置される。これにより、車両前進走行時においてファン80による送風と共に車両進行方向の前方から後方へ流れる所謂走行風も冷却風として利用することができる。ところで、ACコンデンサ36から冷却風W1への放熱量が多いほど冷却風W2の温度上昇が大きくなるため、ラジエータ46は冷却されにくくなる。ACコンデンサ36から冷却風W1への放熱量が少ないほど冷却風W2の温度上昇が小さくなるため、ラジエータ46は冷却されやすくなる。なお、本実施例では、エンジン12は冷却風W2により冷却されるように冷却風が流れる方向に対してラジエータ46に対して横並びで配置されている。
ここから、図4に基づいてバッテリ14、PCU16、第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する各冷却回路を制御する電子制御装置100の制御系統の要部を説明する。電子制御装置100には、前述の第1電動機温度Temp_mg1、第2電動機温度Temp_mg2、およびバッテリ温度Temp_batの他、不図示のアクセル開度センサ、車速センサ、およびエンジン回転速度センサでそれぞれ検出されたアクセル開度(%)、車速V(km/h)、およびエンジン回転速度Ne(rpm)が入力される。電子制御装置100は、アクセル開度Accや車速Vから車両10の目標駆動力(要求駆動力)を算出し、その目標駆動力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機MG2のアシストトルク等を考慮して目標エンジンパワーPE*(kW)を算出する。電子制御装置100は、その目標エンジンパワーPE*が得られるエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとなるようにエンジン12を運転制御する。
電子制御装置100は、走行モード判定部102、温度判定部104、コンプレッサ制御部106、ポンプ制御部108、およびフラグ管理部110を機能的に備える。
走行モード判定部102は、車両10が第2電動機MG2で発電された電力が第1電動機MG1で消費される動力循環状態が生じる第1走行モードであるか否かを判定する。例えば、前述の車両10の目標駆動力(要求駆動力)と目標エンジンパワーPE*が得られるエンジン回転速度NeおよびエンジントルクTeとに基づいて、動力循環状態が生じる第1走行モードであるか否かの判定が行われる。動力循環状態が生じると、第2電動機MG2で発電された電力が第1電動機MG1で消費されるため第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生する熱量が多くなる一方、バッテリ14での電力負荷が小さくなるためバッテリ14で発生する熱量は少なくなる。つまり、第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却性能を向上させる必要がある一方、バッテリ14に対する冷却性能は向上させる必要が無くなく、むしろ抑制されても良い。
車両10が動力循環状態が生じる第1走行モードであると走行モード判定部102により判定されると、温度判定部104は、MG1温度センサ90、MG2温度センサ92、およびバッテリ温度センサ94でそれぞれ検出された第1電動機温度Temp_mg1、第2電動機温度Temp_mg2、およびバッテリ温度Temp_batを取得する。バッテリ温度Temp_batの取得後、温度判定部104はバッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat(℃)以下であるか否かを判定する。第1電動機温度Temp_mg1および第2電動機温度Temp_mg2の取得後、温度判定部104は第1電動機温度Temp_mg1が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であること及び第2電動機温度Temp_mg2が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であることの少なくとも一方が成立するか否かを判定する。なお、所定の第1閾値温度Tthr_batは、コンプレッサ34の回転速度Nconを低下させて第1冷媒の流量が減少してもバッテリ14を冷却するのに必要な冷却性能が確保される値に予め実験的に或いは設計的に設定される。また、所定の第2閾値温度Tthr_mgは、第1電動機MG1および第2電動機MG2が負荷率制限による動作制限を受けない値に予め実験的に或いは設計的に設定される。なお、負荷率制限とは、第1電動機MG1や第2電動機MG2などの電動機の温度が臨界温度以上に上昇することにより、その電動機の絶縁性能を確保できなくなることを防止するために電動機の駆動電圧や駆動電流が制限を受けることである。従って、例えば所定の第2閾値温度Tthr_mgは、第1電動機MG1および第2電動機MG2が負荷率制限による動作制限を受ける臨界温度よりも少し低い値に設定される。
コンプレッサ制御部106は、後述の(1a)および(2a)の両方が成立した場合に車両10が第1走行モードとは異なる走行モード、例えば第1電動機MG1で発電された電力が第2電動機MG2で消費される第2走行モードのときよりもACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御を開始させる。この制御が開始されるのは、(1a)バッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下であると温度判定部104により判定された場合、(2a)第1電動機温度Temp_mg1が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であること及び第2電動機温度Temp_mg2が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であることの少なくとも一方が成立したと温度判定部104により判定された場合、の両方が成立した場合である。具体的には、コンプレッサ制御部106はコンプレッサ34の回転速度Nconを減少させることでコンプレッサ34から送り出される第1冷媒の流量を減少させてACコンデンサ36からの放熱量を減少させる。好適には、ACコンデンサ36からの放熱量の減少分はバッテリ14を冷却するのに必要な冷却性能に応じて決められ、その冷却性能はバッテリ温度Temp_batに基づいて算出され得る。
コンプレッサ制御部106によりACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御が開始された後、ポンプ制御部108はラジエータ46からの放熱量を増加させる制御を開始させる。具体的には、ポンプ制御部108はウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2をそれぞれ増加させることで、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64からそれぞれ吐出される第2冷媒および第4冷媒の吐出量を増加させてオイルクーラー66での熱交換を促進させる。これにより、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱がPCU用冷却回路40の第2冷媒に移動させられやすくなってラジエータ46からの放熱量が増加させられる。好適には、ACコンデンサ36から減少させられた放熱量に応じてラジエータ46からの放熱量が増加させられる。
ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御およびラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が実行されている場合には、フラグ管理部110は冷却制御フラグをONにする。ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御およびラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が実行されていない場合には、フラグ管理部110は冷却制御フラグをOFFにする。
また、フラグ管理部110は、後述の(1b)乃至(3b)のいずれかが成立した場合に冷却制御フラグがONであるか否かを判定する。この判定が行われるのは、(1b)車両10が動力循環状態が生じる第1走行モードではないと走行モード判定部102により判定された場合、(2b)バッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下ではないと温度判定部104により判定された場合、および(3b)第1電動機温度Temp_mg1が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であること及び第2電動機温度Temp_mg2が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であることの両方が成立しないと温度判定部104により判定された場合である。冷却制御フラグがONであるとフラグ管理部110により判定されると、ポンプ制御部108はウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2をそれぞれ減少させて、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64の作動状態をラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始される前の状態に戻す。ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ減少させられることで、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64からそれぞれ吐出される第2冷媒および第4冷媒の吐出量が減少しオイルクーラー66での熱交換が抑制される。これにより、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱がPCU用冷却回路40の第2冷媒に移動させられにくくなってラジエータ46からの放熱量が減少させられる。
ポンプ制御部108によりウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2をそれぞれ減少させる制御が終了した後、コンプレッサ制御部106はコンプレッサ34の回転速度Nconを増加させて、コンプレッサ34の作動状態をACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御が開始される前の状態に戻す。コンプレッサ34の回転速度Nconが増加させられることで、コンプレッサ34から送り出される第1冷媒の流量を増加させてACコンデンサ36からの放熱量が増加させられる。
図6は、図4に示す電子制御装置100の制御作動を説明するフローチャートの一例である。図6のフローチャートは、車両10が走行中に所定の時間(例えば、数ms)毎にスタートを繰り返して実行される。
まず、走行モード判定部102に対応するステップS10において、車両10が第2電動機MG2で発電された電力が第1電動機MG1で消費される動力循環状態が生じる第1走行モードであるか否かが判定される。ステップS10の判定が肯定される場合は、ステップS20が実行される。ステップS10の判定が否定される場合は、ステップS80が実行される。
温度判定部104に対応するステップS20において、バッテリ温度Temp_bat、第1電動機温度Temp_mg1、および第2電動機温度Temp_mg2が取得される。そしてステップS30が実行される。
温度判定部104に対応するステップS30において、バッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下であるか否かが判定される。ステップS30の判定が肯定される場合は、ステップS40が実行される。ステップS30の判定が否定される場合は、ステップS80が実行される。
温度判定部104に対応するステップS40において、第1電動機温度Temp_mg1が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であること及び第2電動機温度Temp_mg2が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であることの少なくとも一方が成立するか否かが判定される。ステップS40の判定が肯定される場合は、ステップS50が実行される。ステップS40の判定が否定される場合は、ステップS80が実行される。
コンプレッサ制御部106に対応するステップS50において、コンプレッサ34の回転速度Nconが減少させられ、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御が開始される。この制御の開始により、バッテリ14に対する冷却性能が低められる。また、ACコンデンサ36からの放熱量が減少することで第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却性能が高められる。そしてステップS60が実行される。
ポンプ制御部108に対応するステップS60において、ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ増加させられ、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始される。この制御の開始により、第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却性能が高められる。そしてステップS70が実行される。
フラグ管理部110に対応するステップS70において、冷却制御フラグがONにされる。そしてリターンとなる。
フラグ管理部110に対応するステップS80において、冷却制御フラグがONであるか否かが判定される。ステップS80の判定が肯定される場合は、ステップS90が実行される。ステップS80の判定が否定される場合は、リターンとなる。
ポンプ制御部108に対応するステップS90において、ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ減少させられ、ラジエータ46からの放熱量が減少させられる。これにより、第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却性能が低められる。そしてステップS100が実行される。
コンプレッサ制御部106に対応するステップS100において、コンプレッサ34の回転速度Nconが増加させられ、ACコンデンサ36からの放熱量が増加させられる。これにより、バッテリ14に対する冷却性能が高められる。また、ACコンデンサ36からの放熱量が増加することで第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却性能が低められる。そしてステップS110が実行される。
フラグ管理部110に対応するステップS110において、冷却制御フラグがOFFにされる。そしてリターンとなる。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、バッテリ14に対するバッテリ用冷却回路30(第1冷却回路)と第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する第2冷却回路70として機能する第2の電動機用冷却回路60およびPCU用冷却回路40とが独立して設けられ、ファン80による冷却風の風上側にバッテリ14で発生した熱を放熱するACコンデンサ36が配置され、その冷却風の風下側に第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱を放熱するラジエータ46が配置されている。そして、車両10が第2電動機MG2で発電された電力が第1電動機MG1で消費される動力循環状態が生じる第1走行モードであるとき、車両10が第1走行モードとは異なる走行モードのときよりもACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御が実行される。車両10が動力循環状態が生じる第1走行モードであるときには、第1電動機MG1および第2電動機MG2で多くの熱が発生する一方、バッテリ14では第1電動機MG1や第2電動機MG2ほど熱が発生せず、バッテリ14と第1電動機MG1および第2電動機MG2とで発生する熱に偏りが発生する場合がある。このような場合に、冷却の必要性が相対的に低いバッテリ14で発生した熱を放熱するACコンデンサ36からの放熱量が減少させられることで、冷却風W1がACコンデンサ36から受ける熱量が減少して冷却風W2の温度上昇が抑制される。温度上昇が抑制された冷却風W2により第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱を放熱するラジエータ46が冷却されるため、バッテリ14よりも冷却の必要性が相対的に高い第1電動機MG1に対する冷却性能が向上する。第1電動機MG1に対する冷却性能が向上することで第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、バッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下になると、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御が開始される。このようにバッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下になると、すなわちバッテリ14を冷却する必要性が低くなると、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御の開始により第1電動機MG1に対する冷却性能が向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、ACコンデンサ36は、コンプレッサ34によって圧縮されたバッテリ用冷却回路30の第1冷媒が送られてバッテリ14で発生した熱を放熱する放熱器として機能する。コンプレッサ34の回転速度Nconが減少させられることによりACコンデンサ36からの放熱量が減少させられる。このようにコンプレッサ34の回転速度Nconの減少によりACコンデンサ36に送られる第1冷媒の流量が減少させられてACコンデンサ36からの放熱量が減少させられる。これにより第1電動機MG1に対する冷却性能が向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、第1電動機MG1および第2電動機MG2の少なくとも一方の温度が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上になると、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始される。このように第1電動機MG1および第2電動機MG2の少なくとも一方の温度が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上になると、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御の開始により第1電動機MG1に対する冷却性能が向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64の作動により第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱が放熱器として機能するラジエータ46に移動させられる。ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ増加させられることにより第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱のうちラジエータ46に移動させられる熱量が増加させられる。ラジエータ46に移動させられる熱量の増加によりラジエータ46からの放熱量が増加させられる。このように冷却の必要性が相対的に低いバッテリ14に対するACコンデンサ36からの放熱量が減少させられると共に、冷却の必要性が相対的に高い第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生した熱を放熱するラジエータ46からの放熱量が増加させられる。従って第1電動機MG1に対する冷却性能が、単にACコンデンサ36からの放熱量を減少させたときよりも更に向上することで第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが更に抑制される。
本実施例の車両の電子制御装置100によれば、車両10が動力循環状態が生じる第1走行モードであるとき、車両10が第1電動機MG1で発電された電力が第2電動機MG2で消費される第2走行モードであるときよりもACコンデンサ36からの放熱量が減少させられる。このように車両10が第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却の必要性が相対的に高い動力循環状態が生じる第1走行モードであるとき、車両10が第1電動機MG1および第2電動機MG2に対する冷却の必要性が相対的に低い第2走行モードのときよりもACコンデンサ36からの放熱量が減少させられる。これにより冷却の必要性が相対的に高い第1走行モードのときの第1電動機MG1に対する冷却性能が、冷却の必要性が相対的に低い第2走行モードのときよりも向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
前述の実施例では、(1c)車両10が動力循環状態が生じる第1走行モードであること、(2c)バッテリ温度Temp_batが所定の第1閾値温度Tthr_bat以下であること、および(3c)第1電動機温度Temp_mg1が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であること及び第2電動機温度Temp_mg2が所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であることの少なくとも一方が成立すること、の3条件が全て成立した場合に、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御およびラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始されたが、これに限らない。
例えば、上記(1c)および(2c)が成立し、且つ、上記(3c)が不成立である場合において、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御およびラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始されても良い。この場合においても、バッテリ温度Temp_batが低いことからバッテリ14を冷却する必要性が相対的に低く、また、動力循環状態が生じることにより第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生する熱量が増加して第1電動機MG1を冷却する必要性が相対的に高くなっていると考えられるからである。この場合における電子制御装置100の制御作動のフローチャートは、図6のフローチャートにおいて、ステップS20中の第1電動機温度Temp_mg1および第2電動機温度Temp_mg2の取得が省略され、ステップS40が省略され、そしてステップS30の判定が肯定される場合はステップS50が実行されるものに変更される。
また、例えば上記(1c)が成立し、且つ、上記(2c)および(3c)がともに不成立である場合において、ACコンデンサ36からの放熱量を減少させる制御およびラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始されても良い。この場合においても、動力循環状態が生じることによりバッテリ14で発生する熱量が減少してバッテリ14を冷却する必要性が相対的に低くなり、且つ、第1電動機MG1および第2電動機MG2で発生する熱量が増加して第1電動機MG1を冷却する必要性が相対的に高くなっていると考えられるからである。この場合における電子制御装置100の制御作動のフローチャートは、図6のフローチャートにおいて、ステップS20、ステップS30およびステップS40が省略され、且つステップS10の判定が肯定される場合はステップS50が実行されるものに変更される。
前述の実施例では、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御においてウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ増加させられたが、これに限らない。例えば、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64が両方とも作動していることを前提にしてウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2の一方のみが増加させられる制御であっても良い。このような制御においても、オイルクーラー66での熱交換が促進されてラジエータ46からの放熱量が増加することで、第1電動機MG1に対する冷却性能が向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制され得る。この制御における電子制御装置100の制御作動のフローチャートは、図6のフローチャートにおいて、ステップS60でウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2の一方のみが増加させられるものに変更され、ステップS90でウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2の一方のみが減少させられるものに変更され、る。従って、前述の実施例および上記例で示したように、ウォーターポンプ44およびオイルポンプ64が両方とも作動していることを前提にしてウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2の少なくとも一方が増加させられることによりラジエータ46からの放熱量を増加させる制御であっても良い。
前述の実施例では、(1d)コンプレッサ34の回転速度Nconが減少させられること、および(2d)ウォーターポンプ44の回転速度Npmp1およびオイルポンプ64の回転速度Npmp2がそれぞれ増加させられること、の両方が実行されたが、これに限らない。例えば、上記(1d)が行われ、且つ、上記(2d)が行われない制御であっても良い。このような制御においても、ACコンデンサ36からの放熱量が減少することにより、ラジエータ46が冷却されやすくなって第1電動機MG1に対する冷却性能が向上して第1電動機MG1が負荷率制限による動作制限を受けることが抑制される。この制御における電子制御装置100の制御作動のフローチャートは、図6のフローチャートにおいて、ステップS60が省略され、ステップS50の実行後ステップS70が実行され、ステップS90が省略され、およびステップS80の判定が肯定される場合はステップS100が実行されるものに変更される。
前述の実施例では、第1電動機MG1および第2電動機MG2は共通の第2の電動機用冷却回路60であったため、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御を開始する条件としての第1電動機温度Temp_mg1の閾値温度および第2電動機温度Temp_mg2の閾値温度は、共通する所定の第2閾値温度Tthr_mg以上であったが、これに限らない。例えば、第1電動機温度Temp_mg1の閾値温度を所定の第2閾値温度Tthr_mg1(℃)とし、第2電動機温度Temp_mg2の閾値温度を所定の第2閾値温度Tthr_mg2(℃)(所定の第2閾値温度Tthr_mg2は、所定の第2閾値温度Tthr_mg1とは異なる値である)としても良い。すなわち、第1電動機温度Temp_mg1および第2電動機温度Temp_mg2の少なくとも一方の温度がそれぞれの所定の第2閾値温度Tthr_mg1およびTthr_mg2以上になると、ラジエータ46からの放熱量を増加させる制御が開始される構成であっても良い。
前述の実施例では、第1の電動機用冷却回路50の第3冷媒と第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒とはそれぞれ別のものであったが、これに限らない。例えば、第1の電動機用冷却回路50のオイルポンプ54がオイルパンに貯留されたATFを吸い上げて流路52に第3冷媒として流し、第2の電動機用冷却回路60のオイルポンプ64が共用する上記オイルパンに貯留されたATFを吸い上げて流路62に第4冷媒として流す構成であっても良い。すなわち、第1の電動機用冷却回路50の第3冷媒と第2の電動機用冷却回路60の第4冷媒とが同じものであっても良い。このような構成にしても、オイルポンプ64の作動または非作動によりオイルクーラー66での熱交換の制御が可能である。
前述の実施例では、第2走行モードは第1電動機MG1で発電された電力が第2電動機MG2で消費される走行モードであったが、第2走行モードは、例えばバッテリ14から出力された電力および第1電動機MG1で発電された電力の少なくとも一方が第2電動機MG2で消費される走行モードであっても良い。
前述の実施例では、冷却風W1、W2、W3はファン80により送風されたものであったが、ファン80は必須の構成ではない。例えば、ファン80が設けられず、前述の車両10の前進走行時における所謂走行風が冷却風として利用される構成であっても良い。
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。