JP7435314B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関し、特にエンジンとモータとを有する駆動ユニットに関する。
近年、環境負荷の低減などを目的として、車両走行用の駆動源としてエンジンに加えてモータを備えたハイブリッド型の車両が普及してきている。
特許文献１には、車両走行用の駆動源としてエンジンおよびモータを備えた自動車が開示されている。特許文献１に開示の自動車では、車両走行用の駆動源として備えるエンジンおよびモータがともにフロントエリアに搭載されている。
特許文献１に開示の自動車では、エンジンで走行するエンジン駆動モードと、モータで走行するモータ駆動モードとが切替可能となっている。運転者によりモータ駆動モードが選択された場合には、モータにより自動車の駆動がなされる。
一方、運転者がエンジン駆動モードを選択した場合には、自動車の発進の際にはモータによるトルクアシストがなされ、所定車速以上でエンジンによる駆動がなされる。
特開２０１９－１６２９６４号公報
ところで、上記のようなハイブリッド型の車両においても、車両運動性能の更なる向上が求められている。車両の運動性能を高めようとする場合には、エンジンおよびモータからなる駆動ユニットを車両における中央に近い領域に配置することが有効である。このように駆動ユニットを配置することにより、車両が旋回し易くなり車両運動性能の向上を図ることができる。
しかしながら、車両における中央に近い領域には、乗員スペースがあるので、駆動ユニットを搭載するためのスペースは限られている。このため、車両運動性能の向上を図るために駆動ユニットを車両の中央に近い領域に配置するためには、駆動ユニットの小型化を図ることが必要となる。
本発明は、上記のような要望に応えるためになされたものであって、エンジンとモータとを有する駆動ユニットの小型化により車両運動性能の向上を図ることができる車両を提供することを目的とする。
まず、車両を走行させるために駆動ユニットを駆動させた場合には、エンジンおよびモータは発熱する。このため、駆動ユニットには、エンジンおよびモータを冷却するための冷却手段を設ける必要があるが、エンジンを冷却するための冷却系統と、モータを冷却するための冷却系統とを別々に設ける場合には、冷却手段を設けた状態での駆動ユニットの大型化が避けられない。
そこで、本発明者等は、車両運動性能の更なる向上を図るための一方策として、エンジンを冷却するための冷却系統とモータを冷却するための冷却系統とを共用することで、冷却手段を設けた状態での駆動ユニットの小型化を図ることを考えた。具体的には、エンジンの冷却系統として備えられている冷却水の循環経路やエンジンオイルの循環経路を、モータを冷却する手段として用いることで、個別に冷却系統を設けるよりも冷却手段を設けた駆動ユニットの小型化を図ることができると考えた。
ここで、モータの駆動により車両が走行する場合には、エンジンの駆動力は小さい、あるいはゼロであるため、エンジン温度は比較的低い状態である。このため、モータの冷却系統をエンジンの冷却系統に接続することで、低温状態のエンジンがモータの熱を奪うことになる。よって、本発明者等は、エンジンの冷却系統とは別にモータの冷却系統を設けなくても、モータの冷却性能を確保できると考えた。
上記のようにエンジンの冷却系統とモータの冷却系統とを共用することで、冷却手段を設けた状態での駆動ユニットの小型化を図ることができれば、車両における駆動ユニットの搭載場所をより車両の中央に近い領域とすることができ、車両運動性能の向上を図ることができる。
しかしながら、本発明者等が上記のような冷却系統の共用について検討したところ、モータによる駆動が継続した場合に、モータの熱がエンジンの冷却系統を介してエンジンに伝達されてエンジンの温度が上昇し、エンジンがモータから奪うことができる熱量が低下してゆき、エンジンの温度がモータを十分に冷却できない温度にまで達してしまうような状況が生じ得ることを究明した。
そこで、本発明の一態様に係る車両は、互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有し、前記エンジンで車両を走行させるエンジン駆動モードと、前記モータで前記車両を走行させるモータ駆動モードとを駆動モードとして有する駆動ユニットと、前記エンジンを冷却するためのエンジン用第１冷媒の経路である第１エンジン冷却経路と、前記エンジンを冷却するためのエンジン用第２冷媒の経路であって、当該経路中に前記エンジン用第２冷媒を冷却するためのファンを有するとともに、前記第１エンジン冷却経路とは異なる経路である第２エンジン冷却経路と、前記モータを冷却するためのモータ用冷媒の経路であって、互いに異なる経路である第１モータ冷却経路および第２モータ冷却経路を有するモータ冷却経路と、前記第１エンジン冷却経路を流れる前記エンジン用第１冷媒と前記第１モータ冷却経路を流れる前記モータ用冷媒とが熱交換する第１熱交換器と、前記第２エンジン冷却経路を流れる前記エンジン用第２冷媒と前記第２モータ冷却経路を流れる前記モータ用冷媒とが熱交換する第２熱交換器と、前記第１モータ冷却経路と前記第２モータ冷却経路とを切り替える第１切替手段と、前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、前記エンジンの温度に基づき前記第１切替手段を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記モータ駆動モードの実行時において、前記エンジンの温度が所定の第１閾値未満の場合に、前記第１モータ冷却経路により前記モータを冷却し、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記第２モータ冷却経路により前記モータを冷却する、ように前記第１切替手段を切替制御する。
上記態様に係る車両では、エンジン用第１冷媒とモータ用冷媒とが熱交換する第１熱交換器と、エンジン用第２冷媒とモータ用冷媒とが熱交換する第２熱交換器とを備えるので、モータの駆動時に発生する熱をエンジンの冷却経路を用いて冷却することができる。換言すると、上記態様に係る車両では、モータの冷却手段とエンジンの冷却手段とを共用するので、個別に冷却手段を設ける場合に比べて冷却手段を設けた状態での駆動ユニットの小型化を図ることが可能となる。よって、例えば、駆動ユニットを車両のフロントエリアに搭載する場合には、駆動ユニットをフロントエリアの後方側部分（車両の中央に近い領域）に搭載することが可能となり、車両の重心を車両中央またはその近傍に位置させることが可能となる。これより、上記態様に係る車両では、車両運動性能の向上を図ることができる。
また、上記態様に係る車両では、モータ駆動モードの実行時において、エンジンの温度が第１閾値未満の場合には、第１モータ冷却経路を用いてモータを冷却させることとしている。即ち、エンジンの温度が第１閾値未満の場合には、モータで発生した熱が第１熱交換器により第１エンジン冷却経路のエンジン用第１冷媒へと伝達され、モータが冷却される。よって、エンジンの温度が第１閾値未満の場合には、モータで発生した熱を受けても第２エンジン冷却経路中におけるファンの不必要な駆動を抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、モータ駆動モードの実行時（モータでの車両走行時）において、エンジンの温度が第１閾値以上の場合においては、第２モータ冷却経路を用いてモータを冷却することとしている。即ち、エンジンの温度が第１閾値以上の場合には、モータで発生した熱が第２熱交換器により、ファンを有する第２エンジン冷却経路のエンジン用第２冷媒へと伝達され、モータが冷却される。よって、エンジンの温度が第１閾値以上の場合には、ファンを有する第２エンジン冷却経路を用いてモータの温度を適温に維持することができる。
上記態様に係る車両において、前記モータ用冷媒よりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記モータ用冷媒と前記沸騰冷却用冷媒との間で熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器を更に備え、前記モータは、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記沸騰冷却用冷媒が前記沸騰部で沸騰し、沸騰した前記沸騰冷却用冷媒が前記凝縮部で凝縮されることにより、冷却される、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、エンジンの温度が第１閾値以上の場合に、モータで発生した熱が沸騰冷却器でも冷却されるので、モータを高出力駆動したり、長時間継続して駆動したりするような場合にも、モータを適温に維持することが可能となる。
上記態様に係る車両において、前記モータは、前記モータ用冷媒を受けるパンを下部に有し、前記沸騰冷却器の前記沸騰部は、前記パン内に配設されている、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、エンジンの温度が第１閾値以上となった場合においても、パン内に沸騰冷却器の沸騰器を配設することにより、モータを適温に維持するのに優位である。
上記態様に係る車両において、前記沸騰冷却器は、前記凝縮部に隣接配置され、前記凝縮部を空冷するための沸騰冷却器ファンを更に有し、前記制御装置は、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記沸騰冷却器ファンを駆動させる、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、エンジンの温度が第１閾値以上の場合にも、沸騰冷却器ファンを駆動させることで沸騰冷却用冷媒の冷却が効果的になされる。よって、モータを適温に維持するのに更に優位である。
上記態様に係る車両において、前記モータ冷却経路は、前記第１切替手段よりも前記モータ用冷媒の流れ方向の上流側から分岐して、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の何れも経由せずに前記モータに接続された経路である第３モータ冷却経路を更に有し、前記第３モータ冷却経路が分岐する箇所に設けられ、前記第１切替手段への経路と前記第３モータ冷却経路とを切り替える第２切替手段を更に備え、前記制御装置は、前記モータ駆動モードの実行時において、前記エンジンの温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合に、前記第３モータ冷却経路により前記モータを冷却させる、ように前記第２切替手段を制御する、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、エンジンの温度が第２閾値まで上昇すると、第１熱交換域および第２熱交換器の何れも経由せず第３モータ冷却経路を流れるモータ用冷媒を用いてモータを冷却するので、エンジンの温度がそれ以上に上昇するのを抑制することができる。即ち、エンジンの温度が第２閾値以上になった場合には、専ら沸騰冷却器を用いてモータを冷却することでモータの温度を適温に維持することができる。
上記態様に係る車両において、前記モータは、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータの外方を覆うハウジングと有し、前記モータ用冷媒は、オイルであって、前記ハウジング内を上部から下部に通流する、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、モータのハウジング内をオイル（モータ用冷媒）を通流させることで、ハウジング内に収容されたロータおよびステータをオイルで直接冷却することができる。よって、モータ駆動モードでの車両走行時において、モータを適温に維持するのに優位である。
上記態様に係る車両において、前記エンジン用第１冷媒はエンジンオイルであり、前記エンジン用第２冷媒は冷却水である、ことにしてもよい。
上記構成を採用する場合には、エンジンの温度が第１閾値未満の場合にはモータで発生した熱によりエンジンオイルを昇温させ、エンジンの温度が第１閾値以上の場合にはモータで発生した熱により冷却水を昇温することができる。よって、モータ駆動モードで車両が走行している間に、エンジンの温度を上昇させることができ、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。
上記の各態様に係る車両では、エンジンとモータとを有する駆動ユニットの小型化により車両運動性能の向上を図ることができる。
実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 車両における駆動ユニットの搭載位置を示す模式図である。 駆動ユニットの構成を示す斜視図である。 駆動ユニットの構成を示す斜視図である。 駆動ユニットにおける沸騰冷却器の配置を示す斜視図である。 オイルコントロールバルブの配置を示す斜視図である。 （ａ）は、エンジンにおける冷却水循環経路を示す模式図であり、（ｂ）は、エンジンにおけるエンジンオイル循環経路を示す模式図である。 モータの冷却に係る構成を示す模式図である。 バルブ制御部が実行するモータ冷却制御方法を示すフローチャートである。 （ａ）は、エンジンの水温が第１閾値未満である場合のオイルの流れを示す模式図であり、（ｂ）は、エンジンの水温が第１閾値以上で、且つ、第２閾値未満である場合のオイルの流れを示す模式図である。 エンジンの水温が第２閾値以上の場合のオイルの流れを示す模式図である。
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
また、以下の説明で用いる図面において、「Ｆ」は車両前方、「Ｒ」は車両後方、「Ｕ」は車両上方、「Ｌ」は車両下方をそれぞれ示す。
［実施形態］
１．車両１の概略構成
本実施形態に係る車両１の概略構成について、図１を用いて説明する。
図１に示すように、車両１では、当該車両１を駆動するための駆動ユニット１０が、フロントエリア１ａにおける後方側部分に搭載されている。駆動ユニット１０は、エンジン１１～１３とモータ１４とを有する。駆動ユニット１０の詳細な構造については、後述する。
駆動ユニット１０には、プロペラシャフト１５が接続されている。プロペラシャフト１５は、車両１の車幅方向中央を後方側に向けて延びている。プロペラシャフト１５の後端は、トランスミッション１６に接続されている。
トランスミッション１６には、デファレンシャルギヤ１７が接続されている。そして、デファレンシャルギヤ１７の車幅方向左右には、ドライブシャフト１８，１９がそれぞれ連結されている。ドライブシャフト１８，１９は、それぞれ後輪２０，２１に接続されている。即ち、本実施形態に係る車両１では、フロントエリア１ａに搭載された駆動ユニット１０が発生する駆動力により後輪２０，２１を駆動する。
また、車両１においては、前輪２２，２３のそれぞれに対して、モータ２４，２５が接続されている。詳細な図示を省略しているが、モータ２４，２５は、所謂、インホイールモータである。モータ２４，２５は、車両１の発進時に動力を発生して前輪２２，２３に伝えるアシストモータとして機能する。また、モータ２４，２５は、車両１の減速時に発電する回生ブレーキとしても機能する。そして、車両１の減速時にモータ２４，２５で発生した電力は、キャパシタ２８等に充電される。
車両１には、バッテリ２６およびインバータ２７も搭載されている。バッテリ２６は、駆動ユニット１０のモータ１４に対して電力を供給するための蓄電モジュールである。本実施形態に係るバッテリ２６は、例えば、リチウムイオンバッテリである。バッテリ２６からの電力は、インバータ２７を介してモータ１４に供給される。
ここで、本実施形態に係る車両１では、駆動ユニット１０の駆動モードとして、エンジン駆動モードとモータ駆動モードとを備える。エンジン駆動モードは、エンジン１１～１３から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。モータ駆動モードは、モータ１４から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。
なお、車両１では、エンジン駆動モードで駆動の際にはモータ１４は駆動力を発生させず、モータ駆動モードで駆動の際にはエンジン１１～１３は駆動力を発生させないように構成している。
車両１において、エンジン駆動モードとモータ駆動モータとの切替制御は、駆動モード制御部２９が行う。駆動モード制御部２９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。駆動モード制御部２９は、運転者からの指示や、車両１の状況（車速、加減速度、バッテリ残容量）などを基に駆動モードの制御を実行する。
２.駆動ユニット１０の搭載位置
車両１における駆動ユニット１０の搭載位置について、図２を用いて説明する。
上述のように、車両１では、駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分に搭載されている。具体的には、駆動ユニット１０の重心Ａｘ１０が、前輪２２，２３（図２では、前輪２３のみを図示）の回転中心Ａｘ２３よりも後方側に位置するように駆動ユニット１０が搭載されている。また、駆動ユニット１０は、重心Ａｘ１０が前輪２２，２３の回転中心Ａｘ２３よりも下方側に位置するように搭載されている。
即ち、車両１においては、重量物である駆動ユニット１０をコンパクト化することによって、当該駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分であって、ボンネット３０と間隔を空けた下方側部分に搭載されている。これにより、車両１の重心位置Ａｘ１を車両１の長手方向の略中央の低い箇所とすることができる。
３.駆動ユニット１０およびその周辺の構成
駆動ユニット１０の詳細構成およびその周辺の構成について、図３から図６を用いて説明する。
図３および図４に示すように、駆動ユニット１０が有するエンジン１１～１３は、一例としてロータリーピストンを有するロータリーエンジンである。車両１において、エンジン１１～１３としてロータリーエンジンを採用することにより、駆動ユニット１０の小型化を図るのに優位である。
図４に示すように、エンジン１１～１３の下方には、オイルパン３８が配設されている。オイルパン３８は、車両前後方向および車幅方向の寸法に対して、高さ方向の寸法が小さい偏平形状を有する。これにより、駆動ユニット１０の高さを低く抑えるのに優位である。
上記のように、本実施形態に係る車両１においては、オイルパン３８が偏平形状を有するため、エンジンオイルの収容容量が少ない。このため、エンジン１１～１３を流通したエンジンオイルを集めることが主な機能である。よって、駆動ユニット１０の側方には、オイルパン３８で集められたエンジンオイルを貯留するためのオイルタンク３５が設けられている。
図３および図４に示すように、駆動ユニット１０が有するモータ１４は、エンジン１３の後方に隣接して配置されている。エンジン１１～１３とモータ１４とは出力軸を共有する直結構造となっている。モータ１４の外周面には、２つの熱交換器４２，４３が取り付けられている。また、図５に示すように、モータ１４の外周面には、沸騰冷却器４４の沸騰部４４ａも取り付けられている。
なお、詳しくは後述するが、熱交換器４２が「第１熱交換器」に該当し、熱交換器４３が「第２熱交換器」に該当する。
沸騰冷却器４４は、沸騰部４４ａの他に、凝縮部４４ｂ、配管４４ｃ、および沸騰冷却器ファン４４ｄを有する。凝縮部４４ｂは、モータ１４の後方に配設されており、沸騰冷却器ファン４４ｄは、凝縮部４４ｂに隣接配置されている。配管４４ｃは、沸騰部４４ａと凝縮部４４ｂとを連結する。配管４４ｃ内には、沸騰冷却用冷媒が充填されている。
図３および図４に示すように、駆動ユニット１０の前方には、ラジエータ３１およびオイルクーラ３２が配設されている。ラジエータ３１は、エンジン１１～１３の熱により高温となった冷却水を冷却するためのデバイスであり、後方側にラジエータファン３１ａを有する。なお、ラジエータファン３１ａが、「第２エンジン冷却経路におけるファン」に該当する。
オイルクーラ３２は、ラジエータ３１の後方に配置され、ラジエータ３１に沿うように配設されている。オイルクーラ３２の平面サイズは、ラジエータ３１よりも小型である。
エンジン１１～１３とラジエータ３１との間は、配管３６，３７により接続されている。配管３７とエンジン１１～１３との接続部分には、ウォーターポンプ３４が設けられている。
オイルクーラ３２、エンジン１１～１３、オイルタンク３５、およびオイルパン３８の相互間は、配管３９～４１等で接続されている。配管４１とエンジン１１～１３との接続部分には、オイルポンプ３３が設けられている。
図６に示すように、モータ１４の後部ハウジング１４ａには、２つのオイルコントロールバルブ４５，４６が配設されている。オイルコントロールバルブ４５とオイルコントロールバルブ４６とは、後部ハウジング１４ａの中心部分よりも上部において、左右に振り分けられた状態で配設されている。なお、詳しくは後述するが、オイルコントロールバルブ４５が「第１切替手段」に該当し、オイルコントロールバルブ４６が「第２切替手段」に該当する。
４. エンジン１１～１３における冷却水循環経路
駆動ユニット１０のエンジン１１～１３での冷却水循環経路について、図７（ａ）を用いて説明する。
図７（ａ）に示すように、エンジン１１～１３の冷却水循環経路は、ラジエータ３１とエンジン１１～１３と熱交換器４３との間を循環するように形成されている。具体的には、ラジエータ３１で冷却された冷却水は、ウォーターポンプ３４から前方のエンジン１１の高圧ウォータージャケットに導入される。その後、冷却水は、エンジン１２の高圧ウォータージャケットからエンジン１３の高圧ウォータージャケットを通り、熱交換器４３へと導入される。
熱交換器４３を通過した冷却水は、エンジン１１の低圧ウォータージャケット、エンジン１２の低圧ウォータージャケット、およびエンジン１３の低圧ウォータージャケットの順で循環して、ラジエータ３１へと戻る。
なお、後述するが、熱交換器４３では、モータ１４を冷却するためのオイルと熱交換可能に構成されている。
５．エンジン１１～１３におけるエンジンオイル循環経路
駆動ユニット１０のエンジン１１～１３におけるエンジンオイル循環経路について、図７（ｂ）を用いて説明する。
図７（ｂ）に示すように、エンジン１１～１３のエンジンオイル循環経路は、オイルクーラ３２と熱交換器４２とエンジン１１～１３とオイルタンク３５との間を循環するように形成されている。具体的には、オイルクーラ３２で冷却されたエンジンオイルは、オイルポンプ３３から熱交換器４２を通り、エンジン１１～１３に導入される。各エンジン１１～１３内を通流したエンジンオイルは、オイルパン３８で集められてオイルタンク３５に送られる。
オイルタンク３５に送られたエンジンオイルは、一時的にオイルタンク３５内で貯留され、その後、オイルクーラ３２へと送られる。
なお、後述するが、熱交換器４２でも、モータ１４を冷却するためのオイルと熱交換可能に構成されている。
６．モータ１４の冷却構成
駆動ユニット１０におけるモータ１４の冷却構成について、図８を用いて説明する。
図８に示すように、モータ１４は、ハウジング１４ａ，１４ｂ（図８では、側部ハウジング１４ｂのみを図示）と、ロータ・ステータ１４ｃと、オイルパン１４ｄとを有する。ハウジング１４ａ，１４ｂの上部には、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２が接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ３１は「第１モータ冷却経路」に該当し、モータ冷却オイル経路ＬＮ３２は「第２モータ冷却経路」に該当し、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２は「第３モータ冷却経路」に該当する。
モータ駆動モードの実行時（モータ駆動モードでの車両走行時）において、モータ冷却用のオイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２の何れかからロータ・ステータ１４ｃを冷却してオイルパン１４ｄに流れる。オイルパン１４ｄで受けられたオイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３を通りモータ１４用のオイルポンプ５０に送られる。なお、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３には、プレッシャーリリーフバルブ５１も接続されている。
オイルは、オイルポンプ５０からモータ冷却オイル経路ＬＮ３４を通りオイルコントロールバルブ４６に送られる。オイルコントロールバルブ４６は、上述のように「第２切替手段」に該当し、オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ２１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ２２の何れか一方に切り替えるバルブである。
モータ冷却オイル経路ＬＮ２１は、オイルコントロールバルブ４５に接続されている。オイルコントロールバルブ４５は、上述のように「第１切替手段」に該当し、オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ１１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ１２の何れか一方に切り替えるバルブである。
モータ冷却オイル経路ＬＮ１１は「第１モータ冷却経路」に該当し、モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は「第２モータ冷却経路」に該当する。モータ冷却オイル経路ＬＮ１１は、熱交換器４２を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３１に接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は、熱交換器４３を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３２に接続されている。
エンジンオイルの循環経路において、オイルポンプ３３から導出されたエンジンオイルは、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４１から熱交換器４２を介してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２へと流れる。熱交換器４２を経由してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２へと流れたエンジンオイルは、エキセントリックシャフトへと送られる。そして、ロータを潤滑・冷却する。
また、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４２に送られたエンジンオイルの一部は、エンジン１１～１３の燃焼室に噴射され、ハウジング、アペックスシール、およびサイドシールを潤滑・冷却する。
熱交換器４２では、モータ冷却用のオイルとエンジンオイルとの間で熱交換可能となっている。即ち、モータ駆動モードの実行時においては、モータ１４で発生した熱により、エンジンオイルを昇温できるようになっている。よって、車両１では、モータ駆動モードの実行時において、燃料が燃焼室に供給されていないエンジン１１～１３の暖気を行うことができ、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。
本実施形態において、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４１およびエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２は、「第１エンジン冷却経路」に該当する。
エンジン１１～１３の冷却水の循環経路において、エンジン１１～１３の高圧ウォータージャケットから導出された冷却水は、エンジン冷却水経路ＬＮ４３から熱交換器４３を介してエンジン冷却水経路ＬＮ４４に接続されている。熱交換器４３を経由してエンジン冷却水経路ＬＮ４４へと流れた冷却水は、エンジン１１～１３の低圧ウォータージャケットに導入される。
熱交換器４３では、モータ冷却用のオイルとエンジン１１～１３のウォータージャケットを通流する冷却水との間で熱交換可能となっている。これによっても、モータ駆動モードの実行時においては、モータ１４で発生した熱でエンジン１１～１３の暖気を行うことができ、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。
モータ１４のオイルパン１４ｄには、沸騰冷却器４４の沸騰部４４ａが配設されている。ここで、図５を用いて説明したように、沸騰部４４ａは、その外殻がモータ１４の外周部に取り付けられているが、オイルパン１４ｄ内のオイルと熱交換可能となっている。なお、沸騰冷却器４４の沸騰冷却用冷媒には、モータ１４を冷却するためのオイルよりも沸点が低い冷媒が採用されている。
また、車両１においては、バルブ制御部５２およびエンジン水温センサ５３も備える。エンジン水温センサ５３は、「エンジン温度検出手段」に該当し、例えば、エンジン１３とラジエータ３１との間の配管３６に設けられている。バルブ制御部５２は、「制御装置」に該当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。バルブ制御部５２は、エンジン水温センサ５３からのエンジン水温に関する情報を基に、オイルコントロールバルブ４５，４６の切替制御および沸騰冷却器ファン４４ｄの駆動制御を実行する。
７．バルブ制御部５２が実行するモータ１４の冷却制御方法
バルブ制御部５２が実行するモータ１４の冷却制御方法について、図９から図１１を用いて説明する。
図９に示すように、バルブ制御部５２は、車両１がモータ駆動モードの実行中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。バルブ制御部５２は、ステップＳ１の判定に際して、駆動モード制御部２９から駆動モードに関する情報を取得する。バルブ制御部５２がモータ駆動モードであると判断した場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、エンジン水温Ｔの読み込みを行う（ステップＳ２）。バルブ制御部５２は、エンジン水温Ｔをエンジン水温センサ５３から取得する。
バルブ制御部５２は、取得したエンジン水温Ｔが、予め設定された第１閾値ＴＴＨ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ３）。本実施形態において、第１閾値ＴＴＨ１は、一例として４０℃に規定されている。バルブ制御部５２がエンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１未満であると判断した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し（ステップＳ４）、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する（ステップＳ５）。
図１０（ａ）に示すように、エンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１未満の場合に（ステップＳ３：ＹＥＳ）、オイルポンプ５０から送られたモータ冷却用のオイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４，ＬＮ２１，ＬＮ１１，ＬＮ３１を通り、モータ１４に導入される。そして、オイルは、熱交換器４２において、エンジンオイルとの間で熱交換する。これにより、燃焼室に燃料が供給されていないエンジン１１～１３の昇温を図ることができ、モータ１４の適温の維持を図りながら、エンジン１１～１３の暖気を行う。
図９に戻って、バルブ制御部５２がエンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１以上であると判断した場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、エンジン水温Ｔが、予め設定された第２閾値ＴＴＨ２未満であるか否かを判断する（ステップＳ６）。本実施形態において、第２閾値ＴＴＨ２は、一例として８０℃に規定されている。
バルブ制御部５２がエンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１以上第２閾値ＴＴＨ２未満であると判断した場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し（ステップＳ７）、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１２とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する（ステップＳ８）。また、バルブ制御部５２は、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄを作動させる（ステップＳ９）。
図１０（ｂ）に示すように、エンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１以上第２閾値ＴＴＨ２未満の場合に（ステップＳ６：ＹＥＳ）、オイルポンプ５０から送られたモータ冷却用のオイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４，ＬＮ２１，ＬＮ１２，ＬＮ３２を通り、モータ１４に導入される。そして、オイルは、熱交換器４３において、エンジン１１～１３の冷却水との間で熱交換するここで、冷却水の循環経路には、ラジエータファン３１ａを有するラジエータ３１が設けられているため、モータ冷却用のオイルから冷却水に伝達された熱がより高効率に冷却される。
さらに、エンジン水温Ｔが第１閾値ＴＴＨ１以上第２閾値ＴＴＨ２未満の場合に（ステップＳ６：ＹＥＳ）、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄも作動されるため、モータ１４をより冷却することができる。よって、モータ１４の継続的な駆動等によってモータ温度が上昇した場合においても、さらに効率的な冷却によりモータ１４の温度を適温に維持することができ、モータ１４における磁石の磁力低下を抑制することができる。
図９に戻って、バルブ制御部５２がエンジン水温Ｔが第２閾値ＴＴＨ２以上であると判断した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２２とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御するとともに（ステップＳ１０）、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄを作動させる（ステップＳ１１）。
図１１に示すように、エンジン水温Ｔが第２閾値ＴＴＨ２以上の場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、モータ冷却用のオイルを熱交換器４２，４３を経由させないようにする。即ち、沸騰冷却器４４によりモータ１４の冷却を行う。これは、既にエンジン１１～１３の温度が所定以上に上昇しているため、熱交換器４２，４３を介してエンジン１１～１３に熱を伝達することが困難であると判断させれるためである。
［変形例］
上記実施形態に係る車両１では、３つのエンジン１１～１３と１つのモータ１４とで構成された駆動ユニット１０を採用したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、１つのエンジンと１つのモータとで構成される駆動ユニットや、複数のエンジンと複数のモータとで構成される駆動ユニットを採用することもできる。
上記実施形態に係る車両１では、エンジン１１～１３をロータリーエンジンとしたが、本発明は、レシプロエンジンを採用することもできる。ただし、ロータリーエンジンを採用する上記実施形態に係る車両１では、駆動ユニット１０をよりコンパクトにすることができ、より高い車両運動性能を実現するのに優位である。
上記実施形態に係る車両１では、オイルクーラ３２には冷却ファンを備えないこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。オイルクーラに冷却ファンを備えたり、オイルクーラのフィンに霧状の水を噴霧することができる機構を付加したりすることなども可能である。
上記実施形態では、車両１の一例としてＦＲ車を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、リヤに駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＲＲ車や、運転席の後部に駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＭＲ車、さらにはフロントエリアの後方部分に駆動ユニットを搭載し、駆動力を前輪に伝達するＦＦ車を採用することも可能である。
上記実施形態では、オイルコントロールバルブ４５，４６としてスプール式のバルブを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ポペット式やスライド式のバルブを採用することもできる。
１ 車両
１０ 駆動ユニット
１１～１３ エンジン
１４ モータ
２６ バッテリ
２９ 駆動モード制御部
３１ ラジエータ
３１ａ ラジエータファン（ファン）
３２ オイルクーラ
４２ 熱交換器（第１熱交換器）
４３ 熱交換器（第２熱交換器）
４４ 沸騰冷却器
４５ オイルコントロールバルブ（第１切替手段）
４６ オイルコントロールバルブ（第２切替手段）
５２ バルブ制御部（制御装置）
５３ エンジン水温センサ（エンジン温度検出手段）
ＬＮ１１，ＬＮ３１ モータ冷却オイル経路（第１モータ冷却経路）
ＬＮ１２，ＬＮ３２ モータ冷却オイル経路（第２モータ冷却経路）
ＬＮ２２ モータ冷却オイル経路（第３モータ冷却経路）
ＬＮ２１，ＬＮ３３，ＬＮ３４ モータ冷却オイル経路
ＬＮ４１，ＬＮ４２ エンジン冷却オイル経路（第１エンジン冷却経路）
ＬＮ４３，ＬＮ４４ エンジン冷却水経路（第２エンジン冷却経路）

Claims (7)

  1. 互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有し、前記エンジンで車両を走行させるエンジン駆動モードと、前記モータで前記車両を走行させるモータ駆動モードとを駆動モードとして有する駆動ユニットと、
    前記エンジンを冷却するためのエンジン用第１冷媒の経路である第１エンジン冷却経路と、
    前記エンジンを冷却するためのエンジン用第２冷媒の経路であって、当該経路中に前記エンジン用第２冷媒を冷却するためのファンを有するとともに、前記第１エンジン冷却経路とは異なる経路である第２エンジン冷却経路と、
    前記モータを冷却するためのモータ用冷媒の経路であって、互いに異なる経路である第１モータ冷却経路および第２モータ冷却経路を有するモータ冷却経路と、
    前記第１エンジン冷却経路を流れる前記エンジン用第１冷媒と前記第１モータ冷却経路を流れる前記モータ用冷媒とが熱交換する第１熱交換器と、
    前記第２エンジン冷却経路を流れる前記エンジン用第２冷媒と前記第２モータ冷却経路を流れる前記モータ用冷媒とが熱交換する第２熱交換器と、
    前記第１モータ冷却経路と前記第２モータ冷却経路とを切り替える第１切替手段と、
    前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
    前記エンジンの温度に基づき前記第１切替手段を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記モータ駆動モードの実行時において、
    前記エンジンの温度が所定の第１閾値未満の場合に、前記第１モータ冷却経路により前記モータを冷却し、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記第２モータ冷却経路により前記モータを冷却する、ように前記第１切替手段を切替制御する、
    車両。
  2. 請求項１に記載の車両において、
    前記モータ用冷媒よりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記モータ用冷媒と前記沸騰冷却用冷媒との間で熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器を更に備え、
    前記モータは、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記沸騰冷却用冷媒が前記沸騰部で沸騰し、沸騰した前記沸騰冷却用冷媒が前記凝縮部で凝縮されることにより、冷却される、
    車両。
  3. 請求項２に記載の車両において、
    前記モータは、前記モータ用冷媒を受けるパンを下部に有し、
    前記沸騰冷却器の前記沸騰部は、前記パン内に配設されている、
    車両。
  4. 請求項２または請求項３に記載の車両において、
    前記沸騰冷却器は、前記凝縮部に隣接配置され、前記凝縮部を空冷するための沸騰冷却器ファンを更に有し、
    前記制御装置は、前記エンジンの温度が前記第１閾値以上の場合に、前記沸騰冷却器ファンを駆動させる、
    車両。
  5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の車両において、
    前記モータ冷却経路は、前記第１切替手段よりも前記モータ用冷媒の流れ方向の上流側から分岐して、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の何れも経由せずに前記モータに接続された経路である第３モータ冷却経路を更に有し、
    前記第３モータ冷却経路が分岐する箇所に設けられ、前記第１切替手段への経路と前記第３モータ冷却経路とを切り替える第２切替手段を更に備え、
    前記制御装置は、前記モータ駆動モードの実行時において、前記エンジンの温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合に、前記第３モータ冷却経路により前記モータを冷却させる、ように前記第２切替手段を制御する、
    車両。
  6. 請求項１から請求項５の何れかに記載の車両において、
    前記モータは、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータの外方を覆うハウジングと有し、
    前記モータ用冷媒は、オイルであって、前記ハウジング内を上部から下部に通流する、
    車両。
  7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の車両において、
    前記エンジン用第１冷媒はエンジンオイルであり、前記エンジン用第２冷媒は冷却水である、
    車両。
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