JPWO2019197858A1 - 電動モータの冷却方法および冷却装置 - Google Patents

Abstract

第１の冷媒により電動モータを冷却する。第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒との熱交換により第１の冷媒を冷却し、熱交換による冷却後の第１の冷媒を電動モータに供給する。第１の冷媒の温度が第１の所定温度よりも低い場合は、第１の所定温度以上である場合と比較して、電動モータに対する第１の冷媒の供給流量を減少させる。第１の冷媒の温度が第１の所定温度に達した後も第２の冷媒の温度が第２の所定温度未満であるうちは、第１の冷媒の供給流量を引き続き減少させる。

Description

本発明は、複数の冷媒系統を有する電動モータの冷却方法および冷却装置に関する。

ＪＰ２０１７−１００７００Ａには、ハイブリッド車両を対象とした冷却装置が開示されている。このものは、車両駆動用のモータジェネレータおよびインバータを系内に含む第１回路と、車両の潤滑必要部を系内に含む第２回路と、を有する。潤滑必要部とは、例えば、エンジンおよびモータジェネレータの出力を駆動輪に伝達させる動力伝達機構におけるギアである。第１回路は、ラジエータを有し、モータジェネレータ等の冷却対象に対してラジエータによる冷却後の冷媒が供給されるように構成される。一方で、第２回路は、第１回路からの分岐回路として構成され、潤滑必要部に対してラジエータによる冷却前の冷媒が供給されるように構成される。第１回路からの第２回路の分岐部に流量制御弁が設けられ、これにより、第１回路と第２回路とに分配される冷媒の流量が制御される（段落００３７、００４５）。

上記文献に記載の技術によると、モータジェネレータの冷却と潤滑必要部の潤滑とのそれぞれに専用の回路が必要となる。換言すれば、ラジエータによる冷却後の冷媒が流れる冷却用の第１回路に加え、冷却前の冷媒が流れる潤滑に専用の第２回路を設けることが必要となり、さらに、第１回路からの第２回路の分岐部に流量制御弁が備わるため、部品点数が増大し、費用および設置空間に関する制約を受けることが懸念される。

他方で、車両の冷態始動時等、電動モータの温度が低い条件では、電動モータの内部で冷媒（例えば、オイル）の粘性が高くなり、電動モータに生じる摩擦が増大する。よって、電動モータに対する冷媒の供給が過剰となり、電動モータの温度の上昇および保持に対する過度な妨げとなることのないように、適切な措置を講ずることが求められる。

本発明は、以上の問題を考慮した電動モータの冷却方法および冷却装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様では、第１の冷媒により電動モータを冷却する、電動モータの冷却方法が提供される。本態様では、第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒との熱交換により第１の冷媒を冷却し、熱交換による冷却後の第１の冷媒を電動モータに供給する。ここで、第１の冷媒の温度が第１の所定温度よりも低い場合は、第１の所定温度以上である場合と比較して、電動モータに対する第１の冷媒の供給流量を減少させ、第１の冷媒の温度が第１の所定温度に達した後も第２の冷媒の温度が第２の所定温度未満であるうちは、第１の冷媒の供給流量を引き続き減少させる。

他の態様では、電動モータの冷却装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動モータの冷却装置の全体的な構成を示す概略図である。 図２は、同上実施形態に係る冷却装置により実行されるモータ冷却制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図３は、同上実施形態の第１変更例に係るモータ冷却制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図４は、同上実施形態の第２変更例に係るモータ冷却制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図５は、同上実施形態の第３変更例に係るモータ冷却制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図６は、同上実施形態に係るモータ冷却制御のポンプ制限駆動処理の内容を示すフローチャートである。 図７は、同上実施形態に係るポンプ制限駆動処理によるポンプ休止時間の設定傾向を示す説明図である。 図８は、同上実施形態の第４変更例に係るモータ冷却制御のポンプ制限駆動処理の内容を示すフローチャートである。 図９は、同上実施形態に係るポンプ制限駆動処理によるポンプ制限回転数の設定傾向を示す説明図である。 図１０は、同上実施形態の第５変更例に係るモータ冷却制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る電動モータの冷却装置の全体的な構成を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（全体構成の説明）
図１は、本発明の一実施形態に係る電動モータ１１の冷却装置の全体構成を概略的に示している。

本実施形態において、電動モータ１１は、発電機の機能と発動機の機能とを併せ備えるモータジェネレータであり、例えば、電気自動車またはハイブリッド車の駆動源を構成する。電動モータ１１の出力を車両の駆動輪に伝達させることで、車両を前進させまたは後退させることが可能である。電動モータ１１は、発電機および発動機のいずれかとしてのみ動作させるものであってもよい。

本実施形態に係る冷却装置（以下、単に「冷却装置」という場合がある）は、複数の冷媒系統、具体的には、第１の冷媒が循環する第１の冷媒系統Ｓ１と、第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒が循環する第２の冷媒系統Ｓ２と、の２つの冷媒系統を備える。これに限定されるものではないが、第１の冷媒は、オイルであり、第２の冷媒は、冷却水である。第１の冷媒と第２の冷媒とは、２つの系統Ｓ１、Ｓ２の特定のために概念上区別されるものであり、異種類の冷媒（例えば、オイルおよび冷却水）であるばかりでなく、いずれの冷媒もオイルとするなど、第１の冷媒と第２の冷媒とを同種類の冷媒とすることも可能である。

第１の冷媒系統Ｓ１は、第１の冷媒であるオイルによる冷却対象として、電動モータ１１を含み、オイルポンプ１２による吐出後のオイルを電動モータ１１に供給して、オイルにより電動モータ１１を冷却する。第２の冷媒系統Ｓ２は、第２の冷媒である冷却水による冷却対象として、インバータ２１を含み、冷却水ポンプ２２による吐出後の冷却水をインバータ２１に供給して、冷却水によりインバータ２１を冷却する。本実施形態において、インバータ２１は、電動モータ１１の駆動に用いられるものである。しかし、第２の冷媒ないし冷却水による冷却対象は、第１の冷媒による冷却対象との関連性を有するものに限らず、例えば、電動モータ１１とは無関係な車両要素であってもよい。

第１の冷媒系統Ｓ１と第２の冷媒系統Ｓ２との間には、熱交換器３１が設けられ、熱交換器３１において、第１の冷媒系統Ｓ１を流れるオイルと第２の冷媒系統Ｓ２を流れる冷却水との間で熱交換を行い、電動モータ１１の冷却により温度が上昇したオイルを、冷却水により冷却する。第１の冷媒系統Ｓ１では、熱交換器３１は、電動モータ１１の上流側にあり、冷却水との熱交換後のオイルが電動モータ１１に供給される。他方で、第２の冷媒系統Ｓ２では、熱交換器３１は、インバータ２１の上流側にあり、オイルとの熱交換後の冷却水がインバータ２１に供給される。第２の冷媒系統Ｓ２では、さらに、熱交換器３１とインバータ２１との間にラジエータ２３が設けられ、熱交換器３１を通過した冷却水は、ラジエータ２３を介してインバータ２１に供給される。熱交換器３１の内部で各冷媒が流れる方向は、同方向であってもよいし、逆方向であってもよい。

冷却装置におけるオイルポンプ１２および冷却水ポンプ２２の動作は、コントローラ１０１により制御される。

本実施形態において、コントローラ１０１は、電子制御ユニットとして、中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成される。

コントローラ１０１は、電動モータ１１の冷却に関する制御（以下「モータ冷却制御」という）に用いられる基本的な情報として、第１の冷媒であるオイルの温度（以下「オイル温度」という）を検出するオイル温度センサ１１１からの信号、第２の冷媒である冷却水の温度（以下「冷却水温度」という）を検出する冷却水温度センサ１１２からの信号、電動モータ１１の温度（以下「モータ温度」という）を検出するモータ温度センサ１１３からの信号等を入力する。

コントローラ１０１は、各種入力信号をもとに予め定められた演算を実行し、オイルポンプ１２の動作を制御する。

ここで、オイル温度Ｔｏｉｌは、第１の冷媒系統Ｓ１における第１の冷媒の温度状態（つまり、第１の冷媒の粘性）の指標であり、本実施形態では、オイル温度Ｔｏｉｌとして、オイル温度センサ１１１により電動モータ１１の冷却部（例えば、電磁コイルを保持するステータ）におけるオイルの温度を検出する。冷却水温度Ｔｗｔｒは、第２の冷媒による第１の冷媒の冷却能力の指標であり、本実施形態では、冷却水温度Ｔｗｔｒとして、冷却水温度センサ１１２により熱交換器３１の入口部における冷却水の温度を検出する。モータ温度Ｔｍｔｒは、電動モータ１１の温度状態の指標であり、本実施形態では、モータ温度Ｔｍｔｒとして、モータ温度センサ１１３により電動モータ１１に備わるステータの温度を検出する。

（モータ冷却制御の内容）
図２は、本実施形態に係る冷却装置により実行されるモータ冷却制御の基本ルーチンの内容をフローチャートにより示している。コントローラ１０１は、図２に示す制御ルーチンを所定時間毎に実行するようにプログラムされている。

Ｓ１０１では、オイル温度Ｔｏｉｌ、冷却水温度Ｔｗｔｒおよびモータ温度Ｔｍｔｒ等、各種制御情報を読み込む。

Ｓ１０２では、オイル温度Ｔｏｉｌがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上であるか否かを判定する。オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１は、第１の冷媒に関して定められる「第１の所定温度」に相当し、本実施形態では、オイルによる電動モータ１１の適度な冷却が期待される状態にあることを示す温度に設定される。オイル温度Ｔｏｉｌがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上である場合は、Ｓ１０３へ進み、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ未満である場合は、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０３では、冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１以上であるか否かを判定する。冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１は、第２の冷媒に関して定められる「第２の所定温度」に相当し、本実施形態では、冷却水が過度な低温状態を脱し、冷却水によるオイルの過剰な冷却が回避される状態にあることを示す温度に設定される。冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１以上である場合は、Ｓ１０４へ進み、冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ未満である場合は、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０４では、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動する。

Ｓ１０５では、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する。制限動作モードでは、通常動作モードによる場合と比較して、電動モータ１１に供給されるオイルの流量が低減される。本実施形態では、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を低減させるため、オイルポンプ１２を間欠的に駆動する。これに対し、通常動作モードでは、オイルポンプ１２を連続的に駆動する。

図６は、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する場合の処理（ポンプ制限駆動処理）の内容をフローチャートにより示している。本実施形態において、ポンプ制限駆動処理は、図２に示す制御ルーチンのサブルーチンとして実行される（Ｓ１０５）。

Ｓ５０１では、オイル温度Ｔｏｉｌを読み込む。

Ｓ５０２では、オイル温度Ｔｏｉｌが第１の切換温度Ｔ１未満であるか否かを判定する。第１の切換温度Ｔ１および次に述べる第２の切換温度Ｔ２は、オイルポンプ１２の間欠駆動における休止時間ＴＩＭｒを切り換えるための閾値温度として、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１よりも低い温度に設定される。オイル温度Ｔｏｉｌが第１の切換温度Ｔ１未満である場合は、Ｓ５０４へ進み、第１の切換温度Ｔ１以上である場合は、Ｓ５０３へ進む。

Ｓ５０３では、オイル温度Ｔｏｉｌが第２の切換温度Ｔ１未満であるか否かを判定する。第２の切換温度Ｔ２は、第１の切換温度Ｔ１よりも高く、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１よりも低い温度に設定される。オイル温度Ｔｏｉｌが第２の切換温度Ｔ２未満である場合、つまり、オイル温度Ｔｏｉｌが第１の切換温度Ｔ１以上、第２の切換温度Ｔ２未満である場合は、Ｓ５０５へ進み、第２の切換温度Ｔ２以上である場合は、Ｓ５０６へ進む。

Ｓ５０４〜５０６では、オイルポンプ１２の間欠駆動における休止時間（以下「ポンプ休止時間」という）ＴＩＭｒを設定する。図７は、オイル温度Ｔｏｉｌに対するポンプ休止時間ＴＩＭｒの設定傾向を示している。ポンプ休止時間ＴＩＭｒは、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１未満のオイル温度Ｔｏｉｌに対し、オイル温度Ｔｏｉｌが高いときほど短縮されるように設定され、本実施形態では、最も低温側の第１の切換時間Ｔ１未満におけるポンプ休止時間ＴＩＭｒ１から０に向けて段階的に短縮される。これに限らず、ポンプ休止時間ＴＩＭｒは、オイル温度Ｔｏｉｌの上昇に対して連続的に短縮されてもよい（図７は、連続的に設定される場合のポンプ休止時間ＴＩＭｒの変化を点線により示す）。Ｓ５０４では、最も長いポンプ休止時間ＴＩＭｒ１が設定され、Ｓ５０６では、最も短いポンプ休止時間ＴＩＭｒ３が設定される。Ｓ５０５では、これらの中間のポンプ休止時間ＴＩＭｒ２が設定される。

Ｓ５０７では、ポンプ休止時間ＴＩＭｒに対する駆動時間（以下「ポンプ駆動時間」という）ＴＩＭｄを設定する。ポンプ駆動時間ＴＩＭｄは、一定であってもよいし、ポンプ休止時間ＴＩＭｒとポンプ駆動時間ＴＩＭｄとの合計を一定として、合計時間ＴＩＭｔｔｌからポンプ休止時間ＴＩＭｒを減じたものであってもよい。後者による場合に、ポンプ駆動時間ＴＩＭｄは、オイル温度Ｔｏｉｌが低いときほど短縮される。

Ｓ５０８では、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する。具体的には、オイルポンプ１２をポンプ駆動時間ＴＩＭｄに亘って作動させた後、ポンプ休止時間ＴＩＭｒに亘って休止させ、さらに、このような作動および休止の操作を繰り返す。本実施形態では、通常動作モードおよび制限動作モードを問わず、オイルポンプ１２の回転数を一定とする。

（作用効果の説明）
本実施形態に係る電動モータ１１の冷却装置は、以上のように構成され、本実施形態により得られる効果について、以下に説明する。

第１に、第１の冷媒が循環する冷媒系統（第１の冷媒系統Ｓ１）と、第２の冷媒が循環する冷媒系統（第２の冷媒系統Ｓ２）と、を設け、第１の冷媒を電動モータ１１に供給し、第２の冷媒との熱交換により第１の冷媒を冷却する構成としたことで、電動モータ１１の冷却と潤滑とのそれぞれを目的とした個別の回路が不要となり、各回路に対する冷媒の分配を制御するための特別な構成も不要となる。よって、部品点数の削減が可能となり、費用を節減するとともに、配置の自由度を確保することができる。

さらに、第１の冷媒であるオイルの温度（オイル温度Ｔｏｉｌ）がオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１（「第１の所定温度」に対応する）よりも低い場合に、電動モータ１１に対するオイルの供給を制限し、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を減少させることで、車両の冷態始動時等、電動モータ１１の温度が低い条件において、オイルによる電動モータ１１の冷却が過剰となるのを回避しながら、電動モータ１１に対し、潤滑に必要なオイルを供給することが可能となる。

そして、オイルの温度（オイル温度Ｔｏｉｌ）がオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１に達した後も第２の冷媒である冷却水の温度（冷却水温度Ｔｗｔｒ）が冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１（「第２の所定温度」に対応する）未満であるうちは、オイルの供給に対する制限を継続させ、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を引き続き減少させることで、冷却水による冷却後の過剰な量のオイルが電動モータ１１に供給され、オイルによる電動モータ１１の冷却が過剰となり、電動モータ１１の温度の上昇が過度に妨げられたり、一旦上昇した電動モータ１１の温度が冷却により下げられたりするのを回避することが可能となる。

ここで、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を減少させる場合に、オイル温度Ｔｏｉｌが低いときほど、より減少させることで、電動モータ１１の潤滑性を確保しながら、オイルによる電動モータ１１の冷却が過剰となるのをより確実に回避することが可能となる。そして、オイルの供給流量を減少させる場合に、オイルポンプ１２を間欠的に駆動させることで、比較的簡易な方法により、これを実現することができる。

（モータ冷却制御の変更例の説明）
本実施形態に係る冷却装置により実行されるモータ冷却制御の変更例について、以下にフローチャートを参照して説明する。以下に説明する変更例のそれぞれにおいて、電動モータ１１、オイルポンプ１２、熱交換器３１およびコントローラ１０１を含むハードウェアの構成は、先の例（図１）と同様であり、コントローラ１０１は、各変更例のモータ冷却制御を所定時間毎に実行するようにプログラムされている。以下の説明では、先の例（図２）との相違を中心に説明し、説明の重複を回避する。

（第１変更例）
図３は、第１変更例の基本ルーチンの内容を示している。

第１変更例では、図２に示すフローチャートに対し、Ｓ２０１および２０２が追加されている。第１変更例では、Ｓ１０２および１０３の判定によると電動モータ１１に対するオイルの供給を制限すべき条件にあるとしても（換言すれば、冷却水の温度がいかに低い状態にあるとしても）、オイルまたは電動モータ１１の温度が過度に高い状態にある場合は、電動モータ１１の冷却を優先すべく、オイルポンプ１２に対する駆動制限を解除する。

具体的には、オイル温度Ｔｏｉｌがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１未満であるか（Ｓ１０２）、そうでないとしても冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１に達していない場合は（Ｓ１０３）、Ｓ２０１において、オイル温度Ｔｏｉｌがオイル高温判定温度Ｔｏｈｉ以上であるか否かを判定する。オイル高温判定温度Ｔｏｈｉは、第１の冷媒に関して定められる「第３の所定温度」に相当し、本実施形態では、オイルに許容される上限温度として、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１よりも高い温度に設定される。オイル温度Ｔｏｉｌがオイル高温判定温度Ｔｏｈｉ以上である場合は、オイルポンプ１２に対する駆動制限を解除すべく、Ｓ１０４へ進み、オイル高温判定温度Ｔｏｈｉ未満である場合は、Ｓ２０２へ進む。

Ｓ２０２では、モータ温度Ｔｍｔｒがモータ高温判定温度Ｔｍｈｉ以上であるか否かを判定する。モータ高温判定温度Ｔｍｈｉは、電動モータ１１に関して定められる「第４の所定温度」に相当し、本実施形態では、電動モータ１１に許容される上限温度に設定される。モータ高温判定温度Ｔｍｈｉとオイル高温判定温度Ｔｏｈｉとは、互いに等しい温度であってもよいが、第１の冷媒系統Ｓ１におけるオイル温度センサ１１１の位置等を考慮して、異なる温度とすることも可能である。モータ温度Ｔｍｔｒがモータ高温判定温度Ｔｍｈｉ以上である場合は、オイルポンプ１２に対する駆動制限を解除すべく、Ｓ１０４へ進み、モータ高温判定温度Ｔｍｈｉ未満である場合は、Ｓ１０５へ進む。

既に述べたように、Ｓ１０４では、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動し、Ｓ１０５では、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する。

このように、第１の冷媒であるオイルの温度がオイル高温判定温度Ｔｏｈｉ（「第３の所定温度」に対応する）以上に上昇した場合に、オイルポンプ１２に対する駆動制限を解除し、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動することにより、冷却水によるオイルの冷却を促進させ、オイルによる必要な冷却能力を確保することが可能となる。

さらに、電動モータ１１の温度がモータ高温判定温度Ｔｍｈｉ（「第４の所定温度」に対応する）以上に上昇した場合に、オイルポンプ１２に対する駆動制限を解除し、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動することにより、オイルによる電動モータ１１の冷却を促進させ、電動モータ１１を過度な温度上昇から保護することが可能となる。

（第２変更例）
図４は、第２変更例の基本ルーチンの内容を示している。

第２変更例では、図２に示すフローチャートに対し、Ｓ３０１および３０２が追加されている。第２変更例では、冷却水の温度が過度に低かったり、過度に高かったりする場合に、オイルの温度によらずにオイルポンプ１２の作動を制限しまたは制限を解除する。

具体的には、オイル温度Ｔｏｉｌ等、各種温度情報を読み込んだ後（Ｓ１０１）、Ｓ３０１では、冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉ以上であるか否かを判定する。冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉは、第２の冷媒に関して定められる「第６の所定温度」に相当し、本実施形態では、通常動作モードとした場合の電動モータ１１の過度な冷却が、オイルの温度によらずに回避されることが期待される温度として、冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１よりも高い温度に設定される。冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉ以上である場合は、オイルの温度に関するＳ１０２の判定を行わずにＳ１０４へ進み、冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉ未満である場合は、Ｓ３０２へ進む。

Ｓ３０２では、冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗ以上であるか否かを判定する。冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗは、第２の冷媒に関して定められる「第５の所定温度」に相当し、本実施形態では、冷却水の温度が過度に低いことにより、オイルの温度に拘らず、冷却水によりオイルを冷却した場合に、オイルによる電動モータ１１の冷却が過剰となることを示す温度として、冷却水状態判定温度Ｔｗｔｒ１よりも低い温度に設定される。冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗ以上である場合は、Ｓ１０２へ進み、冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗ未満である場合は、Ｓ１０５へ進む。

既に述べたように、Ｓ１０４では、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動し、Ｓ１０５では、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する。

このように、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を冷却水の温度に応じて切換可能とし、特に冷却水の温度が充分に高い場合に（Ｓ３０１）、オイルの温度によらずにオイルポンプ１２を通常動作モードで駆動し、冷却水の温度が過度に低い場合に（Ｓ３０２）、オイルポンプ１２を強制的に制限動作モードで駆動することで、電動モータ１１の温度上昇の促進を図りながら、オイルによる電動モータ１１の冷却が過剰となるのを回避することが可能となる。

（第３変更例）
図５は、第３変更例の基本ルーチンの内容を示している。

第３変更例では、図４に示すフローチャートに対し、Ｓ４０１がさらに追加されている。第３変更例では、オイルの温度と冷却水の温度との相対的な関係により、オイルポンプ１２の作動に対する制限を解除する。

具体的には、冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉよりも低く（Ｓ３０１）、冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗ以上である場合（Ｓ３０２）、つまり、冷却水温度Ｔｗｔｒが冷却水低温判定温度Ｔｗｌｗと冷却水高温判定温度Ｔｗｈｉとの間にある場合に、Ｓ４０１では、冷却水温度Ｔｗｔｒがオイル温度Ｔｏｉｌ以上であるか否かを判定する。冷却水温度Ｔｗｔｒがオイル温度Ｔｏｉｌ以上である場合は、オイルの温度に関するＳ１０２の判定を行わずにＳ１０４へ進み、オイルポンプ１２を通常動作モードで駆動する。他方で、オイル温度Ｔｏｉｌ未満である場合は、Ｓ１０２へ進み、オイル温度Ｔｏｉｌおよび冷却水温度Ｔｗｔｒに応じてオイルポンプ１２を通常動作モードで駆動し（Ｓ１０４）または制限動作モードで駆動する（Ｓ１０５）。

このように、冷却水の温度がオイルの温度以上である場合、特にオイルの温度よりも高い場合に、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を増大させることで、制限動作モードの不要な選択によりオイルの供給に対する制限が必要以上に継続されるのを回避し、電動モータ１１の温度上昇を促すことができる。このような状況は、例えば、冷却水による冷却対象の発熱量が多く、オイルと比較して冷却水の温度上昇がより早い場合が該当する。

（第４変更例）
図８は、第４変更例に係るポンプ制限駆動処理の内容を示している。モータ冷却制御の基本ルーチンは、図２に示す例と同様であってもよいし、第１〜第３のいずれの変更例によるものであってもよい。

第４変更例では、図６に示すフローチャートに対し、Ｓ５０４〜５０６がＳ６０１〜６０３に置き換わっている点で相違する。先の例（図６）では、オイル温度Ｔｏｉｌに応じてオイルポンプ１２の間欠駆動における休止時間（ポンプ休止時間ＴＩＭｒ）を切り換えた。これに対し、第４変更例では、オイルポンプ１２の回転数を通常動作モードによる場合よりも低減させる。

具体的には、オイル温度Ｔｏｉｌがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１未満である場合に、Ｓ６０１〜６０３において、オイルポンプ１２の回転数（以下「ポンプ制限回転数」という）Ｎｐｍｐを設定する。図９は、オイル温度Ｔｏｉｌに対するポンプ制限回転数Ｎｐｍｐの設定傾向を示している。ポンプ制限回転数Ｎｐｍｐは、オイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１未満のオイル温度Ｔｏｉｌに対し、オイル温度Ｔｏｉｌが高いときほど増大されるように設定され、本実施形態では、最も低温側の第１の切換時間Ｔ１未満におけるポンプ制限回転数Ｎｐｍｐ１から通常動作モードにおける回転数Ｎｎｒｍに向けて段階的に増大される。これに限らず、ポンプ制限回転数Ｎｐｍｐは、オイル温度Ｔｏｉｌの上昇に対して連続的に増大されてもよい（図９は、連続的に設定される場合のポンプ制限回転数Ｎｐｍｐの変化を点線により示す）。Ｓ６０１では、最も低いポンプ制限回転数Ｎｐｍｐ１が設定され、Ｓ６０３では、最も高いポンプ制限回転数Ｎｐｍｐ３（＜Ｎｎｒｍ）が設定される。Ｓ６０２では、これらの中間のポンプ制限回転数Ｎｐｍｐ２が設定される。

Ｓ５０８では、オイルポンプ１２を制限動作モードで駆動する。具体的には、オイルポンプ１２をポンプ制限回転数Ｎｐｍｐで作動させ、電動モータ１１に対するオイルの供給流量を通常動作モードによる場合よりも低減させる。

このように、制限動作モードによる駆動において、オイルポンプ１２の回転数（ポンプ制限回転数Ｎｐｍｐ）を減少させることで、間欠駆動による場合の制御の煩雑さを伴わずに電動モータ１１に対するオイルの供給流量を低減させることが可能となる。

図１０は、第５変更例の基本ルーチンの内容を示している。

第５変更例では、図２に示すフローチャートに対し、Ｓ１０１〜１０２がＳ７０１〜７０３に置き換わっている点で相違する。先の例（図２）では、第１の冷媒であるオイルの温度を検出し、オイルの温度がオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上であるか否かを、オイルの温度から直接的に判定することとした。これに対し、第５変更例では、オイルポンプ１２の運転状態からオイルの粘度（以下「オイル粘度」という）ρｏｉｌを推定し、推定されたオイル粘度ρｏｉｌから間接的に判定する。

具体的には、Ｓ７０１では、冷却水温度Ｔｗｔｒを読み込むとともに、オイルポンプ１２の運転状態として、オイルポンプ１２の吐出圧力Ｐｏｉｌおよび吐出流速Ｖｏｉｌを読み込む。Ｓ７０２では、読み込んだ圧力Ｐｏｉｌおよび流速Ｖｏｉｌをもとに、次式（１）によりオイル粘度ρｏｉｌを推定する。次式（１）において、ｋは、オイルの粘度推定に係る係数である。

ρｏｉｌ＝ｋ×Ｐｏｉｌ／（Ｖ^２） …（１）

そして、Ｓ７０３では、推定されたオイル粘度ρｏｉｌをもとに、オイルがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上の温度である状態にあるか否かを判定し、そのような状態にない場合は、オイルポンプ１２の作動を制限する。具体的には、オイル粘度ρｏｉｌがオイル状態判定粘度ρｏｉｌ１以下であるか否かを判定し、オイル粘度ρｏｉｌがオイル状態判定粘度ρｏｉｌ１以下である場合は、Ｓ１０３へ進み、オイル状態判定粘度ρｏｉｌ１よりも高い場合は、Ｓ１０５へ進む。ここで、オイル状態判定粘度ρｏｉｌ１は、オイルがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１にある場合に有する粘度に相当する。Ｓ１０３〜１０５では、図２示すＳ１０３〜１０５と同様の処理を実行する。

このように、オイルの温度がオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上であるか否かの判定をオイルポンプ１２の運転状態をもとに行うことで、モータ冷却制御を実施する際の具体的な処理に関してより多くの選択肢が得られるとともに、オイルの温度を検出するための特別なセンサを設置することが不要となる。

さらに、オイル状態判定粘度ρｏｉｌ１の設定に際して、電動モータ１１の冷却に限らず、オイルの粘性がオイルポンプ１２の運転効率に及ぼす影響を考慮することが容易となる。例えば、オイルポンプ１２の運転効率上許容されるオイル粘度ρｏｉｌの上限が、電動モータ１１の冷却の観点から定められる閾値粘度よりも低い場合に、当該上限の粘度をオイル状態判定粘度ρｏｉｌ１に設定するのである。これにより、オイルによる電動モータ１１の過度な冷却を回避するばかりでなく、オイルポンプ１２に対する動作抵抗が過度に高い状態での通常駆動を留保して、モータ冷却制御のより効率的な実施を図ることが可能となる。

オイル粘度ρｏｉｌの推定は、上式（１）によるばかりでなく、次式（２）によっても可能である。つまり、図１０に示すＳ７０２で実行される計算は、次式（２）によるものに置き換えることができる。

ρｏｉｌ＝ｋ１×Ｐｐｍｐ／｛（Ｑｏｉｌ／ｋ２）^２｝ …（２）

ここで、Ｐｐｍｐは、オイルポンプ１２の消費電力であり、Ｑｏｉｌは、オイルポンプ１２の吐出流量であり、ｋ１およびｋ２は、夫々オイルの粘度推定に係る係数である。

さらに、オイルの温度がオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上であるか否かの判定は、電動モータ１１の温度をもとに判定することも可能である。具体的には、モータ温度Ｔｍｔｒが、オイルがオイル状態判定温度Ｔｏｉｌ１以上の温度であることを示す温度Ｔｍｔｒ１以上であるか否かを判定するのである。閾値として用いられる温度Ｔｏｉｌ１、Ｔｍｔｒ１の関係は、実験等により予め把握することが可能である。これにより、オイルの温度を検出するための特別なセンサを設けることが不要となり、部品点数の更なる削減を図ることが可能となる。

（他の実施形態の説明）
図１１は、本発明の他の実施形態に係る電動モータ１１の冷却装置の全体構成を概略的に示している。本実施形態に係る冷却装置は、先の実施形態（図１）とは第２の冷媒による冷却対象が相違する。本実施形態では、冷却装置が、電動モータ１１およびエンジン２４を駆動源とするハイブリッド車に適用され、第１の冷媒により電動モータ１１を冷却する一方、第２の冷媒によりエンジン２４を冷却する。第１および第２の冷媒は、例えば、異種類の冷媒であり、第１の冷媒は、オイルであり、第２の冷媒は、エンジン冷却水である。上記以外の点については先の実施形態におけると同様であり、先の実施形態との関係で掲げた各種制御ルーチンおよび処理を適用することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を、上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上記実施形態に対し、請求の範囲に記載した事項の範囲内で様々な変更および修正が可能である。

Claims (14)

1. 第１の冷媒により電動モータを冷却する、電動モータの冷却方法であって、
   前記第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒との熱交換により前記第１の冷媒を冷却し、
   前記熱交換による冷却後の前記第１の冷媒を前記電動モータに供給し、
   前記第１の冷媒の温度が第１の所定温度よりも低い場合は、前記第１の所定温度以上である場合と比較して、前記電動モータに対する前記第１の冷媒の供給流量を減少させ、
   前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度に達した後も前記第２の冷媒の温度が第２の所定温度未満であるうちは、前記第１の冷媒の供給流量を引き続き減少させる、
   電動モータの冷却方法。
2. 請求項１に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記電動モータの温度を検出し、
   検出された温度に基づき、前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度以上であるか否かを判定する、
   電動モータの冷却方法。
3. 前記電動モータに対し、オイルポンプにより吐出された前記第１の冷媒を供給する、請求項１に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記オイルポンプの運転状態を検出し、
   検出された運転状態に基づき、前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度以上であるか否かを判定する、
   電動モータの冷却方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度よりも高い第３の所定温度以上である場合は、前記第１の冷媒の供給流量を前記減少後の供給流量よりも増大させる、
   電動モータの冷却方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記電動モータの温度が第４の所定温度以上である場合は、前記第１の冷媒の供給流量を前記減少後の供給流量よりも増大させる、
   電動モータの冷却方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記第１の冷媒の供給流量を減少させる場合に、前記第１の冷媒の温度が低いときほど、より減少させる、
   電動モータの冷却方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記第２の冷媒の温度が前記第１の冷媒の温度以上である場合は、前記第１の冷媒の温度に拘らず、前記第１の冷媒の供給流量を前記減少後の供給流量よりも増大させる、
   電動モータの冷却方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記第２の冷媒の温度が前記第２の所定温度よりも低い第５の所定温度未満である場合は、前記第１の冷媒の温度に拘らず、前記電動モータに対する前記第１の冷媒の供給流量を減少させる、
   電動モータの冷却方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
   前記第２の冷媒の温度が前記第２の所定温度よりも高い第６の所定温度以上である場合は、前記第１の冷媒の温度に拘らず、前記第１の冷媒の供給流量を前記減少後の供給流量よりも増大させる、
   電動モータの冷却方法。
10. 前記電動モータに対し、オイルポンプにより吐出された前記第１の冷媒を供給する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
    前記第１の冷媒の供給流量を減少させる場合に、前記オイルポンプの回転数を低下させるかまたは前記オイルポンプを間欠的に作動させる、
    電動モータの冷却方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
    前記第２の冷媒は、エンジン冷却水であり、
    前記第２の冷媒の冷却対象として、駆動源として車両に備わるエンジンを含む、
    電動モータの冷却方法。
12. 前記第２の冷媒の循環経路にラジエータを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動モータの冷却方法であって、
    前記熱交換において、前記ラジエータによる冷却後の前記第２の冷媒により前記第１の冷媒を冷却する、
    電動モータの冷却方法。
13. 第１の冷媒により電動モータを冷却する、電動モータの冷却方法であって、
    前記第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒との熱交換により前記第１の冷媒を冷却し、
    前記熱交換による冷却後の、前記第２の冷媒の温度に応じた流量の前記第１の冷媒を前記電動モータに供給する、
    電動モータの冷却方法。
14. オイルポンプを備え、前記オイルポンプにより吐出された第１の冷媒を電動モータに供給する第１の冷媒系統と、
    前記第１の冷媒とは冷却対象が異なる第２の冷媒が循環する第２の冷媒系統と、
    前記第１の冷媒系統と前記第２の冷媒系統との間に介装され、前記第１の冷媒と前記第２の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
    前記オイルポンプの動作を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、
    前記第１の冷媒の温度が第１の所定温度よりも低い場合と、前記第１の所定温度以上である場合と、のそれぞれにおいて、前記オイルポンプの作動条件を設定し、
    前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度よりも低い場合は、前記オイルポンプの作動条件として、前記第１の所定温度以上である場合と比較して、前記電動モータに対する前記第１の冷媒の供給流量を減少させる条件を設定し、
    前記第１の冷媒の温度が前記第１の所定温度に達した後も前記第２の冷媒の温度が第２の所定温度未満であるうちは、前記オイルポンプの作動条件として、前記第１の冷媒の供給流量を引き続き減少させる条件を設定する、
    電動モータの冷却装置。

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