JPWO2013054831A1

JPWO2013054831A1 - 電動車両

Info

Publication number: JPWO2013054831A1
Application number: JP2013538563A
Authority: JP
Inventors: 将史越島
Original assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: JP5861714B2; WO2013054831A1

Abstract

駆動系冷却回路によるモータ冷却時であっても、室内空調用回路を流れる熱媒体の熱により変速機の作動油を暖める変速機暖機を行うことができる電動車両を提供する。
本発明の電動車両では、走行駆動源となるモータ（MG）と、このモータ（MG）が接続される変速機（AT）と、車室（Ｒ）内空調を行う室内空調用回路（３）と、熱交換部（５）と、を備えている。
そして、前記熱交換部（５）は、変速機（AT）の作動油流路（５１）を流れる作動油（ATF）と、室内空調用回路（３）を流れる熱媒体（２６）との間で熱交換を行う。

Description

本発明は、駆動系にモータと変速機を備えた電気自動車やハイブリッド車等である電動車両に関するものである。

一般的に、駆動源としてエンジンを備えていない電気自動車や、エンジンを備えていてもこのエンジンの作動時間が極端に短いプラグインハイブリッド等においては、エンジンの熱を利用した変速機の暖機を行うことができない。しかしながら、変速機の作動油温が低いとフリクションが大きくなり、燃費の低下や電力消費量の増加につながってしまう。このような問題を回避するため、変速機の作動油を暖める必要がある。

そこで従来、駆動用のモータを変速機に一体化させ、モータに冷却用のウォータージャケットを設置すると共に、モータに設置したウォータージャケットに流れる冷却水の流量を調整し、モータ及び変速機作動油の温度調整を行うハイブリッド車両（電動車両の一例）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2002-204550号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両では、変速機の暖機要望があった場合、冷却水の流量を低減してモータ及び変速機に対する冷却作用を低めることで変速機からの放熱を抑制して作動油の昇温を図るが、変速機の作動油を十分に暖めることができず、作動油の粘度が高い状態で運転しなければならないという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、変速機の作動油を暖める変速機暖機を行うことができる電動車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電動車両では、走行駆動源となるモータと、このモータが接続される変速機と、車室内空調を行う室内空調用回路と、熱交換部と、を備えている。
そして、前記熱交換部は、前記変速機の作動油流路を流れる作動油と、前記室内空調用回路を流れる熱媒体との間で熱交換を行う。

本発明の電動車両にあっては、熱交換部により、変速機の作動油流路を流れる作動油と、室内空調用回路を流れる熱媒体との間で熱交換が行われる。
すなわち、変速機の作動油を暖める暖機は、室内空調用回路を流れる熱媒体の熱を利用して行うことができる。
この結果、室内空調用回路を流れる熱媒体の熱により変速機の作動油を暖める変速機暖機を行うことができる。

実施例１の電動車両を示すシステムブロック図である。実施例１の電動車両における変速機の暖機制御系を示すブロック図である。実施例１の電動車両による変速機の暖機処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の電動車両による変速機の冷却処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の電動車両による変速機の充電時暖機処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の電動車両での暖房要求時の変速機暖気中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。実施例１の電動車両での暖房要求時の暖房優先中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。実施例１の電動車両での暖房非要求時の変速機暖気中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。実施例１の電動車両での変速機冷却中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。実施例１の電動車両での充電時の変速機暖気中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。

以下、本発明の電動車両を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、実施例１の電動車両における構成を、「電動車両の基本構成」、「駆動系冷却回路の構成」、「室内空調用回路の構成」、「連結回路の構成」、「変速機用熱交換部の構成」、「変速機の暖機制御系の構成」、「変速機の暖機処理」、「変速機の冷却処理」、「変速機の充電時暖機処理」に分けて説明する。

[電動車両の基本構成]
図１は、実施例１の電動車両を示すシステムブロック図である。以下、図１に基づいて、実施例１の電動車両の基本構成を説明する。

図１に示すハイブリッド車両（電動車両）１の駆動系は、エンジンEngと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータ（モータ）MGと、自動変速機（変速機）ATと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左前輪FLと、右前輪FRと、を有する。

前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、第１クラッチCL1を介してモータ/ジェネレータMGが接続されている。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngと前記モータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、図示しない油圧ユニットにより作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結（半クラッチ状態）・開放が制御される。

前記モータ/ジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、インバータINVにより作り出された三相交流を印加することにより駆動を制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリBATからの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできる（以下、この動作状態を「力行」と呼ぶ）し、ロータがエンジンEngや駆動輪である左右前輪FL,FRから回転エネルギを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリBATを充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、ダンパを介して自動変速機ATの変速機入力軸に連結されている。また、バッテリBATの充電残量SOCは、インバータINVに設けられたSOC監視部B1により常時監視されている。

前記自動変速機ATは、例えば、前進７速／後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機である。この自動変速機ATの出力軸は、図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャル、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右前輪FL,FRに連結されている。
なお、このハイブリッド車両１では、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択し、モータ/ジェネレータMGと左右前輪FL,FRとの間を適宜締結・スリップ締結・開放する第２クラッチとしている。

そして、実施例１のハイブリッド車両１の駆動系は、電気車両走行モード（以下、「EVモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSCモード」という。）等の走行モードを有する。なお、この走行モードの設定は、アクセル開度と車速によって決まる運転点と、図示しない走行モードマップとに基づいて演算される。

ここで、「EVモード」は、第１クラッチCL1を開放状態とし、モータ/ジェネレータMGの動力のみで走行するモードである。「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態とし、モータアシスト走行モード・走行発電モード・エンジン走行モードの何れかにより走行するモードである。「WSCモード」は、「HEVモード」からのＰ，Ｎ→Ｄセレクト発進時、あるいは、「EVモード」や「HEVモード」からのＤレンジ発進時、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により自動変速機AT内に設定した第２クラッチをスリップ締結状態に維持し、第２クラッチを経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態や運転者操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「WSC」とは「Wet Start Clutch」の略である。

さらに、実施例１のハイブリッド車両１は、駆動系冷却回路２と、室内空調用回路３と、連結回路４と、変速機用熱交換部（熱交換部）５と、変速機暖機コントローラ（暖機制御手段）（図２参照）６と、充電手段CHAと、を備える。
前記充電手段CHAは、急速充電器や商用電源等の外部電源７に接続されたパドル７ａを接続するためのコネクタと、コネクタを経由して供給された外部電源７からの交流電力を直流に変換してバッテリBATへ出力する充電器と、を有する。
すなわち、この充電手段CHAは、外部電力を用いてバッテリBATへ充電可能とするものである。

[駆動系冷却回路の構成]
次に、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両１における駆動系冷却回路の構成を説明する。

図１に示す駆動系冷却回路２は、ハイブリッド車両１に搭載されたエンジンEng、モータ/ジェネレータMG、インバータINVの冷却を行う冷却回路である。前記駆動系冷却回路２は、エンジン冷却回路２１と、モータ冷却回路２２と、を有する。

前記エンジン冷却回路２１は、冷媒である冷却水２３が循環する冷却水経路２４と、空冷により冷却水２３を冷却する第１ラジエータ２５と、を備える。ここで、冷却水経路２４は、一部がエンジンEngと接触して熱交換可能に設置されている。なお、冷却水２３は、ここでは、ＬＬＣ（Long Life Coolant）と呼ばれる不凍液である。

前記モータ冷却回路２２は、冷媒（熱媒体）２６が循環するモータ用冷媒経路２７と、外気との熱交換により冷媒２６の熱を放出させる第２ラジエータ２８と、を備える。
ここで、モータ用冷媒経路２７は、一部がモータ/ジェネレータMG及びインバータINVと接触して熱交換可能に設置されている。なお、冷媒２６は、ここでは、ＬＬＣ（Long Life Coolant）と呼ばれる不凍液である。
また、第２ラジエータ２８は、第１ラジエータ２５の車両前方側に設置されている。そして、第１ラジエータ２５の車両後方側にはファンF1が設けられている。

[室内空調用回路の構成]
次に、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両１における室内空調用回路の構成を説明する。

図１に示す室内空調用回路３は、ハイブリッド車両１の車室Ｒ内の空調（暖房）を行う暖房回路である。前記室内空調用回路３は、空調用冷媒経路３１と、電動ウォータポンプ３２と、電気ヒータ３３と、冷媒温度検出センサ３４と、暖房用熱交換器３５と、を備える。

前記空調用冷媒経路３１は、冷媒（熱媒体）２６が循環する冷媒経路である。この空調用冷媒経路３１の一部は、変速機用熱交換部５において自動変速機ATの作動油ATFとの間で熱交換可能とされている。さらに、この空調用冷媒経路３１は、変速機用熱交換部５を迂回するバイパス経路３１ａを有する。
このバイパス経路３１ａは、変速機用熱交換部５の上流側に設けられたバイパス切替バルブ３１ｂにより開閉される。つまり、バイパス切替バルブ３１ｂは、このバイパス切替バルブ３１ｂの上流側の空調用冷媒経路３１と変速機用熱交換部５とが連通する状態と、バイパス切替バルブ３１ｂの上流側の空調用冷媒経路３１とバイパス経路３１ａとが連通する状態とを適宜切り替える。

前記電動ウォータポンプ３２は、空調用冷媒経路３１を流れる冷媒２６を電気ヒータ３３に向けて圧送する。

前記電気ヒータ３３は、電動ウォータポンプ３２の下流側で、冷媒２６を加熱する。前記冷媒温度検出センサ３４は、電気ヒータ３３の下流側で、冷媒２６の温度を検出する。

前記暖房用熱交換器３５は、冷媒温度検出センサ３４の下流側で、車室Ｒ内空気との熱交換により冷媒２６の熱を放出させる。なお、この暖房用熱交換器３５の車室Ｒ外方側には、暖房ファンF2が設けられている。

[連結回路の構成]
次に、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両１における連結回路の構成を説明する。

図１に示す連結回路４は、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とを連結する連結回路である。この連結回路４は、第１連結回路４１と、第２連結回路４２と、を備える。

前記第１連結回路４１は、一端が開閉バルブ４３Ａを介してモータ冷却回路２２のモータ用冷媒経路２７に接続し、他端が開閉バルブ４３Ｂを介して室内空調用回路３の空調用冷媒経路３１に接続する。そして、開閉バルブ４３Ａ,４３Ｂが開くと、第１連結回路４１内を、室内空調用回路３からモータ冷却回路２２へ向かって冷媒２６が流れる。
ここで、第１連結回路４１の一端は、インバータINVの下流側であって、第２ラジエータ２８の上流側に接続する。また、この第１連結回路４１の他端は、暖房用熱交換器３５の下流側であって、バイパス切替バルブ３１ｂの上流側に接続する。

前記第２連結回路４２は、一端が開閉バルブ４３Ｃを介してモータ冷却回路２２のモータ用冷媒経路２７に接続し、他端が開閉バルブ４３Ｄを介して室内空調用回路３の空調用冷媒経路３１に接続する。そして、開閉バルブ４３Ｃ,４３Ｄが開くと、第２連結回路４２内を、モータ冷却回路２２から室内空調用回路３へ向かって冷媒２６が流れる。
ここで、第２連結回路４２の一端は、第２ラジエータ２８の下流側であって、モータ/ジェネレータMGの上流側に接続する。また、この第２連結回路４２の他端は、バイパス経路３１ａの流出口３１ｃの下流側であって、電動ウォータポンプ３２の上流側に接続する。

前記開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄは、一斉に開閉制御されるバルブである。連結回路４は、この開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄにより開閉される。

[変速機用熱交換部の構成]
次に、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両１における変速機用熱交換部（熱交換器）の構成を説明する。

図１に示す変速機用熱交換部５は、自動変速機ATの作動油流路５１を流れる作動油ATFと、室内空調用回路３を流れる冷媒２６との間で熱交換を行う熱交換器である。なお、作動油流路５１にはオイルポンプ５２が設けられており、このオイルポンプ５２は、作動油流路５１内で作動油ATFを圧送し、作動油ATFを循環させる。

前記変速機用熱交換部５は、自動変速機ATに設けられ、オイル側熱交換部５３と、冷媒側熱交換部５４と、油温検出センサ（作動油温検出手段）５５と、を備える。
前記オイル側熱交換部５３は、作動油流路５１の一部であり、オイルポンプ５２の下流側に設けられている。
前記冷媒側熱交換部５４は、空調用冷媒経路３１の一部であり、バイパス切替バルブ３１ｂと流出口３１ｃの間に位置し、バイパス経路３１ａと平行に設けられている。
ここで、オイル側熱交換部５３と冷媒側熱交換部５４は、作動油ATFと冷媒２６の間で熱交換可能に接触する。
前記油温検出センサ５５は、オイル側熱交換部５３の下流側で、作動油ATFの温度を検出する。

[変速機の暖機制御系の構成]
図２は、実施例１の電動車両における変速機の暖機制御系を示すブロック図である。以下、図２に基づいて、実施例１の電動車両の変速機の暖機制御系を説明する。

図２に示すハイブリッド車両（電動車両）１の制御系は、変速機暖機コントローラ６を有する。

前記変速機暖機コントローラ６は、冷媒温度検出センサ３４からの冷媒２６の温度情報と、油温検出センサ５５からの作動油ATFの温度情報と、SOC監視部B1からの充電残量SOC情報と、が入力される。そして、バイパス切替バルブ３１ｂに切替信号を出力し、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄに一斉に開閉信号を出力し、電気ヒータ３３、電動ウォータポンプ３２、オイルポンプ５２にON/OFF制御信号を出力する。
なお、上記各情報の入力タイミング及び各信号の出力タイミングについては、以下に説明する各制御処理に基づいて実行される。

[変速機の暖機処理]
図３は、実施例１の電動車両による変速機の暖機処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図３に示すフローチャートで、実施例１の変速機暖機コントローラ６にて実行される自動変速機ATの暖機処理の流れを説明する。
なお、この自動変速機ATの暖機処理を実行する場合には、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄはすべて閉制御されており、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とは切り離されている。

ステップＳ１では、ハイブリッド車両１がEVモードにて走行中であるか否かを判断し、YES（EV走行中）の場合はステップＳ２へ移行し、NO（EV以外で走行中）の場合はステップＳ１を繰り返す。
ここで、EVモードにて走行中であるか否かの判断は、アクセル開度と車速にて設定される運転点と、予め設定された走行モードマップ（図示せず）とに基づいて行う。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのEV走行中との判断に続き、暖房要求があるか否かを判断し、YES（暖房要求あり）の場合はステップＳ３へ移行し、NO（暖房要求なし）の場合はステップＳ11へ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での暖房要求ありとの判断に続き、室内空調用回路３に設けた電動ウォータポンプ３２をON制御すると共に、冷媒温度検出センサ３４により空調用冷媒経路３１を流れる冷媒２６の温度（以下、冷媒温といいう）を検出し、ステップＳ４へ移行する。
ここで、電動ウォータポンプ３２がON制御されることで、空調用冷媒経路３１内を冷媒２６が循環する。

ステップＳ４では、ステップＳ３での冷媒温検出に続き、室内空調用回路３に設けた電気ヒータ３３をON制御し、ステップＳ５へ移行する。
ここで、電気ヒータ３３がON制御されることで、空調用冷媒経路３１内を循環する冷媒２６が加熱される。

ステップＳ５では、ステップＳ４での電気ヒータ３３のON制御に続き、再度冷媒温度検出センサ３４により冷媒温を検出し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ５での冷媒温の検出に続き、検出された冷媒温が目標とする冷媒２６の温度（以下、目標冷媒温という）を上回ったか否かを判断し、YES（冷媒温＞目標冷媒温）の場合はステップＳ７へ移行し、NO（冷媒温≦目標冷媒温）の場合はステップＳ10へ移行する。
ここで、「目標冷媒温」は、暖房要求を満たすために設定される冷媒温であり、暖房要求時に設定される目標室内温度に応じて決まる。

ステップＳ７では、ステップＳ６での冷媒温＞目標冷媒温との判断に続き、暖房要求を満たしているとして、油温検出センサ５５により作動油流路５１を流れる作動油ATFの温度（以下、作動油温という）を検出し、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ７での作動油温の検出に続き、検出された作動油温が目標とする作動油ATFの温度（以下、目標作動油温という）未満であるか否かを判断し、YES（作動油温＜目標作動油温）の場合はステップＳ９へ移行し、NO（作動油温≧目標作動油温）の場合は自動変速機ATの暖機が完了したとしてエンドへ移行する。
ここで、「目標作動油温」は、作動油流路５１内での作動油ATFの流れが潤滑になる温度であり、自動変速機ATの暖機が完了したと判断する温度である。

ステップＳ９では、ステップＳ８での作動油温＜目標作動油温との判断に続き、自動変速機ATの暖機が完了していないとして、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御して変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６を流通させると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れを遮断し、ステップＳ７へ戻る。これにより、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が開始される。

ステップＳ10では、ステップＳ６での冷媒温≦目標冷媒温との判断に続き、暖房要求を満たしていないとして、バイパス切替バルブ３１ｂをバイパス経路３１ａ側に切替制御してバイパス経路３１ａに冷媒２６を流通させると共に、冷媒側熱交換部５４への冷媒２６の流れを遮断し、ステップＳ５へ戻る。
このとき、冷媒側熱交換部５４への冷媒２６の流れが遮断されるために、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間の熱交換は停止する。

ステップＳ11では、ステップＳ２での暖房要求なしとの判断に続き、油温検出センサ５５により作動油温を検出し、ステップＳ12へ移行する。

ステップＳ12では、ステップＳ11での作動油温の検出に続き、検出された作動油温が目標作動油温未満であるか否かを判断し、YES（作動油温＜目標作動油温）の場合はステップＳ13へ移行し、NO（作動油温≧目標作動油温）の場合は自動変速機ATの暖機が完了したとしてエンドへ移行する。

ステップＳ13では、ステップＳ12での作動油温＜目標作動油温との判断に続き、自動変速機ATの暖機が完了していないとして、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御して変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６を流通させると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れを遮断し、ステップＳ14へ移行する。

ステップＳ14では、ステップＳ13での冷媒側熱交換部５４側への切替制御に続き、室内空調用回路３に設けた電動ウォータポンプ３２をON制御すると共に、電気ヒータ３３をON制御しステップＳ11へ戻る。
これにより、空調用冷媒経路３１内を冷媒２６が循環し、この空調用冷媒経路３１内を循環する冷媒２６が加熱される。そして、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が開始される。

[変速機の冷却処理]
図４は、実施例１の電動車両による変速機の冷却処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図４に示すフローチャートで、実施例１の変速機暖機コントローラ６にて実行される自動変速機ATの冷却処理の流れを説明する。
なお、この自動変速機ATの冷却処理を実行する場合には、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄはすべて閉制御されており、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とは切り離されている。

ステップＳ20では、油温検出センサ５５により作動油温を検出し、ステップＳ21へ移行する。

ステップＳ21では、ステップＳ20での作動油温の検出に続き、検出された作動油温が要冷却作動油温を上回っているか否かを判断し、YES（作動油温＞要冷却作動油温）の場合はステップＳ22へ移行し、NO（作動油温≦要冷却作動油温）の場合は作動油温が適正であるとしてエンドへ移行する。
ここで、「要冷却作動油温」とは、作動油ATFが自動変速機ATの使用に適さない程度に高温になる温度である。

ステップＳ22では、ステップＳ21での作動油温＞要冷却作動油温との判断に続き、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄを一斉に開制御してモータ冷却回路２２と室内空調用回路３を連結する。さらに、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御して変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６を流通させると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れを遮断し、ステップＳ20へ戻る。
このとき、第１連結回路４１を介して室内空調用回路３からモータ冷却回路２２へと冷媒２６が流れる。また、第２連結回路４２を介してモータ冷却回路２２から室内空調用回路３へと冷媒２６が流れる。また、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が開始される。

[変速機の充電時暖機処理]
図５は、実施例１の電動車両による変速機の充電時暖機処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図５に示すフローチャートで、実施例１の変速機暖機コントローラ６にて実行される自動変速機ATの充電時暖機処理の流れを説明する。
なお、この自動変速機ATの充電時処理を実行する場合には、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄはすべて閉制御されており、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とは切り離されている。また、バイパス切替バルブ３１ｂは、冷媒側熱交換部５４側に切替制御されている。

ステップＳ30では、ハイブリッド車両１が充電中であるか否かを判断し、YES（充電中）の場合はステップＳ31へ進み、NO（非充電中）の場合はステップＳ30を繰り返す。
ここで、充電中であるか否かの判断は、充電手段CHAを介して外部電源７からバッテリBATへと電力供給がなされているか否かにより行う。

ステップＳ31では、ステップＳ30での充電中との判断に続き、タイマー空調が設定されているか否かを判断し、YES（設定あり）の場合はステップＳ32へ進み、NO（設定なし）の場合はステップＳ34へ移行する。
ここで、「タイマー空調」とは、所定時間後に空調をON制御して車室Ｒ内の空調を開始し、所定時間後に空調をOFF制御して空調を停止させることである。

ステップＳ32では、ステップＳ31でのタイマー空調設定ありとの判断に続き、油温検出センサ５５により作動油温を検出し、ステップＳ33へ移行する。

ステップＳ33では、ステップＳ32での作動油温の検出に続き、検出された作動油温と目標作動油温との差であるΔ作動油温と、タイマー空調の終了時間とから、自動変速機ATの暖機に必要な時間（以下、暖機必要時間という）を算出し、ステップＳ36へ移行する。
ここで、「タイマー空調の終了時間」とは、タイマー空調の設定時に予め設定される時間であり、充電が終了する時間である。

ステップＳ34では、ステップＳ31でのタイマー空調設定なしとの判断に続き、油温検出センサ５５により作動油温を検出すると共に、バッテリBATの充電残量SOCを検出し、ステップＳ35へ移行する。

ステップＳ35では、ステップＳ32での作動油温及び充電残量SOCの検出に続き、検出された作動油温と目標作動油温との差であるΔ作動油温と、満充電時間とから、自動変速機ATの暖機に必要な時間（以下、暖機必要時間という）を算出し、ステップＳ36へ移行する。
ここで、「満充電時間」とは、充電残量SOCに基づいて設定される時間であり、バッテリBATが満充電になり、充電が終了する時間である。

ステップＳ36では、ステップＳ33又はステップＳ35での暖機必要時間の算出に続き、電動ウォータポンプ３２及び電気ヒータ３３をON制御し、ステップＳ37へ移行する。
ここで、電動ウォータポンプ３２がON制御されることで、空調用冷媒経路３１内を冷媒２６が循環する。また、電気ヒータ３３がON制御されることで、空調用冷媒経路３１内を循環する冷媒２６が加熱される。つまり、空調用冷媒経路３１内を、加熱された冷媒２６が循環する。このとき、バイパス切替バルブ３１ｂが冷媒側熱交換部５４側に切替制御されているので、変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６が流通する。また、電動ウォータポンプ３２及び電気ヒータ３３の駆動用の電源としては、ハイブリッド車両１に供給されている外部電源７からの電力を利用する。

ステップＳ37では、ステップＳ36での電動ウォータポンプ３２及び電気ヒータ３３のON制御に続き、作動油流路５１に設けたオイルポンプ５２をON制御し、ステップＳ38へ移行する。
これにより、作動油流路５１内で作動油ATFが循環し、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が開始される。

ステップＳ38では、ステップＳ37での熱交換開始に続き、ステップＳ33又はステップＳ35において算出した暖機必要時間が経過したか否かを判断し、YES（時間経過）の場合は自動変速機ATの暖機が完了したとしてステップＳ39へ移行し、NO（時間未経過）の場合は自動変速機ATの暖機が完了していないとしてステップＳ36へ戻る。

ステップＳ39では、ステップＳ38での時間経過との判断に続き、電動ウォータポンプ３２、電気ヒータ３３、オイルポンプ５２をそれぞれOFF制御し、エンドへ進む。これにより、空調用冷媒経路３１内での冷媒２６の循環及び加熱と、作動油流路５１内での作動油ATFの循環が停止し、変速機用熱交換部５における熱交換も停止する。

次に、実施例１の電動車両における作用を、「暖房要求時変速機暖機作用」、「暖房非要求時変速機暖機作用」、「変速機冷却作用」、「充電時変速機暖機作用」に分けて説明する。

[暖房要求時変速機暖機作用]
図６は、実施例１の電動車両での暖房要求時の変速機暖機中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。図７は、実施例１の電動車両での暖房要求時の暖房優先中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。

実施例１のハイブリッド車両１において、EVモードにて走行中、エンジンEngは停止している。つまり、EVモード走行時にはエンジンEngの熱を利用した自動変速機ATの暖機を行うことができない。しかしながら、自動変速機ATの作動油ATFの温度が低いとフリクションが大きくなり、燃費の悪化や消費電力の増加につながってしまう。そのため、自動変速機ATの暖気は、エンジンEngの熱による暖機ができないEVモードであっても行う必要がある。

そこで、実施例１のハイブリッド車両１において、EVモード走行時に自動変速機ATの暖機を行うには、まず、図３に示すフローチャートのステップＳ１で、EVモード走行中であるか否かを判断し、EVモードであるためステップＳ２へと進んで暖房要求の有無を判断する。そして、暖房要求があればステップＳ３→ステップＳ４へと進み、電動ウォータポンプ３２をON制御して空調用冷媒経路３１内で冷媒２６を循環させつつ、循環している冷媒２６を電気ヒータ３３で加熱する。

このとき、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄは一斉に閉制御されているため、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とは切り離されている。つまり、電気ヒータ３３によって加熱された冷媒２６は、室内空調用回路３内のみを循環する。
そして、室内空調用回路３の空調用冷媒経路３１を流れる冷媒２６は、暖房用熱交換器３５において車室Ｒ内の空気と熱交換する。なお、このとき暖房ファンF2は駆動し、冷媒２６にて暖められた空気が車室Ｒへと送風される。

そして、ステップＳ５→ステップＳ６へと進み、空調用冷媒経路３１を循環している冷媒２６の温度、冷媒温を検出する。そして、この冷媒温が目標冷媒温を上回っていれば、暖房要求は満たされているとしてステップＳ７→ステップＳ８へと進み、自動変速機ATの作動油ATFの温度、作動油温を検出する。そして、この作動油温が目標作動油温を下回っていれば、ステップＳ９へと進んで、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御する。これにより、図６に示すように、変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６が流通すると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れが遮断される。

一方、ハイブリッド車両１はEVモードで走行中であるため、自動変速機ATにおいてオイルポンプ５２は駆動しており、作動油流路５１内を作動油ATFが循環している。つまり、変速機用熱交換部５のオイル側熱交換部５３に作動油ATFが流通している。

これにより、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が行われる。ここで、冷媒２６は電気ヒータ３３によって加熱されているため温度が高くなっており、冷媒２６の熱が作動油ATFへと伝達され、作動油ATFの温度を上昇させることができる。

さらに、このとき、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄが一斉に閉制御され、モータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とが切り離されている。そのため、モータ冷却回路２２内を冷媒２６が循環することでモータ/ジェネレータMG及びインバータINVの冷却を行っていても、第２ラジエータ２８にて冷却された冷媒２６が室内空調用回路３に流れ込むことはない。そのため、モータ/ジェネレータMGの冷却と、自動変速機ATの暖機とは異なる回路によって行われることになる。この結果、モータ冷却回路２２によるモータ冷却時であっても、室内空調用回路３を流れる冷媒２６の熱により自動変速機ATの作動油ATFを暖める変速機暖機を行うことができる。

なお、ステップＳ６の判断において、冷媒温が目標冷媒温以下であれば、暖房要求が満たされていないとしてステップＳ10へと進んで、バイパス切替バルブ３１ｂをバイパス経路３１ａ側に切替制御する。これにより、図７に示すように、バイパス経路３１ａに冷媒２６が流通すると共に、冷媒側熱交換部５４への冷媒２６の流れが遮断される。

このとき、冷媒側熱交換部５４への冷媒２６の流れが遮断されることで、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間の熱交換は停止する。つまり、車室Ｒ内の暖房要求の方が自動変速機ATの暖機要求よりも優先され、暖房機能を確保することができる。

[暖房非要求時変速機暖機作用]
図８は、実施例１の電動車両での暖房非要求時の変速機暖機中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。

実施例１のハイブリッド車両１において、EVモードで走行時に暖房要求がない場合に自動変速機ATの暖機を行うには、まず、図３に示すフローチャートのステップＳ１で、EVモード走行中であるか否かを判断し、EVモードであるためステップＳ２へと進んで暖房要求の有無を判断する。そして、暖房要求がないためステップＳ11→ステップＳ12へと進み、自動変速機ATの作動油ATFの温度、作動油温を検出する。そして、この作動油温が目標作動油温を下回っていれば、ステップＳ13へと進んで、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御する。これにより、図８に示すように、変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６が流通すると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れが遮断される。

そして、ステップＳ14へと進み、電動ウォータポンプ３２をON制御して空調用冷媒経路３１内で冷媒２６を循環させつつ、循環している冷媒２６を電気ヒータ３３で加熱する。
このとき、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄは一斉に閉制御されているため、駆動系冷却回路２のモータ冷却回路２２と、室内空調用回路３とは切り離されている。つまり、電気ヒータ３３によって加熱された冷媒２６は、室内空調用回路３内のみを循環する。さらにこのとき、ハイブリッド車両１がEVモードで走行中であるため、自動変速機ATにおいてオイルポンプ５２は駆動しており、作動油流路５１内を作動油ATFが循環している。つまり、変速機用熱交換部５のオイル側熱交換部５３に作動油ATFが流通している。

これにより、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が行われる。ここで、冷媒２６は電気ヒータ３３によって加熱されているため温度が高くなっており、冷媒２６の熱が作動油ATFへと伝達され、作動油ATFの温度を上昇させることができる。
すなわち、暖房要求がない場合であっても、作動油温に応じて適宜電気ヒータ３３をON制御することで、冷媒２６を昇温させ、この冷媒２６の熱を利用して自動変速機ATの暖機を行うことができる。

[変速機冷却作用]
図９は、実施例１での電動車両での変速機冷却中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。

実施例１のハイブリッド車両１において、走行を継続することで作動油ATFが高温になることが考えられる。このとき、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換を行うことで、作動油ATFの熱が冷媒２６に放出される。しかしながら、開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄが一斉に閉制御されており、室内空調用回路３が閉回路になっていると冷媒２６の温度が上昇してしまう。そのため、作動油ATFの熱を冷媒２６に取り込むことが難しくなってしまう。つまり、作動油ATFの冷却を十分に図ることができない。

そこで、実施例１のハイブリッド車両１において、走行中に自動変速機ATの冷却を行うには、まず、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ20→ステップＳ21へと進み、自動変速機ATの作動油ATFの温度、作動油温を検出する。そして、この作動油温が要冷却作動油温を上回っていれば、ステップＳ22へと進んで開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄを一斉に開制御すると共に、バイパス切替バルブ３１ｂを冷媒側熱交換部５４側に切替制御する。

これにより、図９に示すように、モータ冷却回路２２と室内空調用回路３が連結される。そして、室内空調用回路３を流れる冷媒２６の一部が、第１連結回路４１を介して室内空調用回路３からモータ冷却回路２２へと流れる。また、モータ冷却回路２２を流れる冷媒２６の一部が、第２連結回路４２を介してモータ冷却回路２２から室内空調用回路３へと流れる。

ここで、第２連結回路４２の一端は、モータ冷却回路２２を流れる冷媒２６を冷却する第２ラジエータ２８の下流側に接続されているので、第２連結回路４２に流れ込む冷媒２６は低温となり、室内空調用回路３にはこの低温の冷媒２６が流れ込むこととなる。
一方、第１連結回路４１の一端は、第２ラジエータ２８の上流側に接続しているため、室内空調用回路３を循環することで高温となった冷媒２６は、モータ/ジェネレータMGの冷却にほとんど影響を与えることなく第２ラジエータ２８にて冷却される。

このように、モータ冷却回路２２と室内空調用回路３を連結することで、モータ冷却回路２２が有する第２ラジエータ２８を利用して室内空調用回路３における冷媒２６を冷却することができる。すなわち、室内空調用回路３の空調用冷媒経路３１を流れる冷媒２６の温度が低下する。

さらに、室内空調用回路３においては、バイパス切替バルブ３１ｂが冷媒側熱交換部５４側に切替制御されるため、変速機用熱交換部５の冷媒側熱交換部５４に冷媒２６が流通すると共に、バイパス経路３１ａへの冷媒２６の流れが遮断される。

これにより、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換が行われる。ここで、冷媒２６は第２ラジエータ２８を利用して温度低下しているので、作動油ATFの熱が冷媒２６へと伝達され、作動油ATFの温度を低下させることができて、自動変速機ATの冷却を図ることができる。

[充電時変速機暖機作用]
図１０は、実施例１の電動車両での充電時の変速機暖機中における熱媒体の流れを示すシステム回路図である。

実施例１のハイブリッド車両１において、外部電源７から電力をバッテリBATに充電中自動変速機ATの暖機を行うには、まず、図５に示すフローチャートのステップＳ１で、外部電源７による充電中であるか否かを判断し、充電中であればステップＳ31へと進んでタイマー空調設定の有無を判断する。そして、タイマー空調が設定されていれば、ステップＳ32→ステップＳ33へと進み、Δ作動油温とタイマー空調終了時間から暖機必要時間を算出する。

そして、暖機必要時間を求めたら、ステップＳ36→ステップＳ37→ステップＳ38→ステップＳ39へと進んで、電動ウォータポンプ３２及び電気ヒータ３３をON制御すると共に、オイルポンプ５２をON制御する。これにより、図１０に示すように、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、電気ヒータ３３で加熱された冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換を行う。そして、冷媒２６の熱を利用して自動変速機ATの暖機を行う。さらに、暖機必要時間が経過したら電動ウォータポンプ３２、電気ヒータ３３、オイルポンプ５２をすべてOFF制御する。

このとき、電動ウォータポンプ３２、電気ヒータ３３、オイルポンプ５２の駆動電力は、外部電源７から供給される電力を利用する。そのため、バッテリBATの充電残量SOCを低下させることなく自動変速機ATの暖機を行うことができる。
そして、タイマー空調が設定されている場合には、Δ作動油温とタイマー空調終了時間から暖機必要時間を算出するため、タイマー空調の終了に合わせて終了する充電時間内に外部電力を用いて暖機を行うことができる。そして、走行開始時に変速機フリクションを低減させ、燃費や消費電力効率の改善を図ることができる。

一方、ステップＳ31の判断において、タイマー空調が設定されていなければ、ステップＳ34→ステップＳ35へと進み、Δ作動油温と満充電時間から暖機必要時間を算出する。

そして、暖機必要時間を求めたら、この場合であっても、ステップＳ36→ステップＳ37→ステップＳ38→ステップＳ39へと進んで、電動ウォータポンプ３２及び電気ヒータ３３をON制御すると共に、オイルポンプ５２をON制御する。そして、図１０に示すように、変速機用熱交換部５において、オイル側熱交換部５３を流れる作動油ATFと、電気ヒータ３３で加熱された冷媒側熱交換部５４を流れる冷媒２６との間で熱交換を行い、自動変速機ATの暖機を行う。

そして、タイマー空調が設定されていない場合には、Δ作動油温と満充電時間から暖機必要時間を算出するため、満充電時に終了する充電時間内に外部電力を用いて暖機を行うことができる。そして、走行開始時に変速機フリクションを低減させ、燃費や消費電力効率の改善を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電動車両にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(1) 走行駆動源となるモータ/ジェネレータMGと、
前記モータ/ジェネレータMGに接続される自動変速機ATと、
車室Ｒ内空調を行う室内空調用回路３と、
前記自動変速機ATの作動油流路５１を流れる作動油ATFと、前記室内空調用回路３を
流れる冷媒２６の間で熱交換を行う変速機用熱交換部５と、
を備えた構成とした。
このため、室内空調用回路３を流れる冷媒２６の熱により自動変速機ATの作動油ATFを暖める変速機暖機を行うことができる。

(2) 前記室内空調用回路３は、通電により発熱して前記冷媒２６を加熱する電気ヒータ３３を有し、
前記変速機用熱交換部５は、前記電気ヒータ３３により加熱された冷媒２６の熱を、前記作動油ATFに伝達させる構成とした。
このため、冷媒２６の温度を電気ヒータ３３で上昇させることができ、この電気ヒータ３３からの熱によって変速機暖機を行うことができる。

(3) 前記室内空調用回路３は、前記変速機用熱交換部５を迂回するバイパス経路３１ａと、
前記バイパス経路３１ａを開閉するバイパス切替バルブ３１ｂと、を有する構成とした。
このため、車室Ｒ内の暖房性能を確保することができる。

(4) 前記作動油ATFの温度を検出する油温検出センサ５５と、
前記駆動系冷却回路２と前記室内空調用回路３を連結する連結回路４と、
前記連結回路４を開閉する開閉バルブ４３Ａ〜４３Ｄと、を備えた構成とした。
このため、駆動系冷却回路２の冷却機能を利用して冷媒２６の温度を低下させ、自動変速機ATの冷却を行うことができる。

(5) 前記室内空調用回路３は、通電により発熱して前記冷媒２６を加熱する電気ヒータ３３を有し、
前記モータ/ジェネレータMGに電力供給するバッテリBATと、
前記バッテリBATに外部電源７から充電する充電手段CHAと、
前記充電手段CHAによる前記バッテリBATの充電時、前記外部電源７からの電力により前記電気ヒータ３３を駆動させる変速機暖機コントローラ６と、
を備えた構成とした。
これにより、充電中、外部電力を用いて自動変速機ATの暖機を行うことができ、走行開始時に変速機フリクションを低減させ、燃費や消費電力効率の改善を図ることができる。

以上、本発明の電動車両を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１のハイブリッド車両１では、室内空調用回路３が電気ヒータ３３を備えた暖房回路となっているがこれに限らない。電気ヒータ３３を備えていない冷凍サイクルからなる空調回路であってもよい。この場合、冷媒２６は、ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）類やハイドロフルオロカーボン（HFC）類等の代替フロンガスである。
この場合であっても、作動油ATFの温度よりも空調回路を流れる熱媒体温度が高ければ、この空調回路の熱を利用して変速機の電気を行うことができる。

また、実施例１のハイブリッド車両１は、エンジンEng及び充電手段CHAを備えたいわゆるプラグインハイブリッド車であるが、これに限らない。本発明は、エンジンEngを持たない電気自動車や燃料電池車、また外部電源７から充電可能とする充電手段CHAを持たない通常のハイブリッド車であっても適用することができる。

さらに、実施例１の自動変速機ATは、有段の変速段を自動的に変更する変速機であるが、無段変速機であってもよい。

そして、上記冷媒２６に使用される物質はＬＬＣ（Long Life Coolant）と呼ばれる不凍液に限らず、室内空調用回路３を流れる熱媒体として冷却水（水）等適宜最適なものを採用することができる。

Claims

走行駆動源となるモータと、
前記モータに接続される変速機と、
車室内空調を行う室内空調用回路と、
前記変速機の作動油流路を流れる作動油と、前記室内空調用回路を流れる熱媒体との間で熱交換を行う熱交換部と、
を備えたことを特徴とする電動車両。
請求項１に記載された電動車両において、
前記室内空調用回路は、通電により発熱して前記熱媒体を加熱する電気ヒータを有し、
前記熱交換部は、前記電気ヒータにより加熱された熱媒体の熱を、前記作動油に伝達させることを特徴とする電動車両。
請求項１又は請求項２に記載された電動車両において、
前記室内空調用回路は、前記熱交換部を迂回するバイパス経路と、
前記バイパス経路を開閉するバイパス切替バルブと、を有する
ことを特徴とする電動車両。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された電動車両において、
前記モータを冷却する駆動系冷却回路と、
前記作動油の温度を検出する作動油温検出手段と、
前記駆動系冷却回路と前記室内空調用回路を連結する連結回路と、
前記連結回路を開閉する開閉バルブと、
を備えたことを特徴とする電動車両。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された電動車両において、
前記室内空調用回路は、通電により発熱して前記熱媒体を加熱する電気ヒータを有し、
前記モータに電力供給するバッテリと、
前記バッテリに外部電源から充電する充電手段と、
前記充電手段による前記バッテリの充電時、前記外部電源からの電力により前記電気ヒータを駆動させる暖機制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動車両。