車両に搭載された電気機器の冷却装置
【課題】 ハイブリッド車両等の冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる。
【解決手段】 冷却装置は、放熱器であるラジエータ５００と、第１の電気機器であるＭＧ（１）の冷却水路８１０と、第２の電気機器であるＭＧ（２）の冷却水路８２０と、開状態にすることによりＭＧ（２）の冷却水路８２０に冷却水を流し、閉状態にすることによりＭＧ（２）の冷却水路８２０に冷却水を流さないようにする制御弁９００，９１０と、ＭＧ（２）１４０のコイル温度が高いと制御弁９００，９１０を開状態にするように制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。
【解決手段】 冷却装置は、放熱器であるラジエータ５００と、第１の電気機器であるＭＧ（１）の冷却水路８１０と、第２の電気機器であるＭＧ（２）の冷却水路８２０と、開状態にすることによりＭＧ（２）の冷却水路８２０に冷却水を流し、閉状態にすることによりＭＧ（２）の冷却水路８２０に冷却水を流さないようにする制御弁９００，９１０と、ＭＧ（２）１４０のコイル温度が高いと制御弁９００，９１０を開状態にするように制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された電気機器の冷却に関し、特に、効率的に電気機器を冷却することが可能な冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池（バッテリ）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。
【０００３】
特開２００２−２２７６４４号公報（特許文献１）は、このようなハイブリッド車両に適した電動冷媒ポンプにおける冷媒流の制御システムを開示する。この冷媒流の制御システムは、吐出部と吸入部とを持つ電動冷媒ポンプと、この電動冷媒ポンプの吐出部に結合してハイブリッド電気自動車の冷却されるべき構成部品を通って電動冷媒ポンプの吸入部で終端となる閉鎖冷媒流路と、車両構成部品の温度の関数として、電動冷媒ポンプの制御デューティを決定してそのデューティ電動冷媒ポンプを制御するデューティ制御部と、これらの構成部品に設けられ、温度信号を電動冷媒ポンプのデューティー制御部へ送る温度センサーとを含む。
【０００４】
この冷媒流の制御システムによると、エンジンや電気モータの温度を検知して、その温度に基づいて電動冷媒ポンプの制御デューティを決定される。すなわち、これらの温度が高いと冷却性能が必要となるため制御デューティが大きくなるように、これらの温度が低いと冷却性能が必要でないため制御デューティが小さくなるように制御される。これにより、単一のループ・システム（閉鎖冷媒流路）内で、車両構成部品の全てに要求される冷却性能を実現することができる。
【特許文献１】特開２００２−２２７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された制御システムにおいては、エンジンおよび電気モータを含む冷却が必要な車両構成部品の全てに冷媒が供給されるような単一のループシステムが構成されている。このようなループシステムは、その管路長が長くなり、管路抵抗が大きく、電動冷媒ポンプの制御デューティを小さめに設定しても、電動冷媒ポンプの消費電力が大きくなり、究極的には燃費が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、媒体通路の状態を切換えて、冷却媒体による電気機器を冷却する能力を変更するための変更手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、変更手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、変更手段を制御するための手段を含む。
【０００８】
第１の発明によると、車両に搭載されたモータジェネレータ、インバータ等の２つ以上の電気機器を冷却するにあたり、媒体通路の状態を切換えて、冷却が要求される電気機器にのみ冷却媒体が流れるようにして、冷却媒体による冷却能力を変更する。冷却能力が小さくてよいとき（たとえば２つ以上の電気機器の中で１つの電気機器のみが冷却を要求している場合）、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、変更手段は、冷却媒体が供給される電気機器の数を変更することにより、媒体通路における冷却媒体の流れの状態を切換えて、能力を変更するための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、少なくとも２つの電気機器の中で冷却を要求している電気機器にのみ冷却媒体を供給するように、冷却媒体が供給される電気機器の数を変更する。これにより、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、供給手段の一例であるポンプの消費電力が低減できる。
【００１１】
第３の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、電気機器の少なくとも一方に、冷却媒体が供給されるように、媒体通路を切換えるための切換手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、切換手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、切換手段を制御するための手段を含む。
【００１２】
第３の発明によると、車両に搭載されたモータジェネレータ、インバータ、バッテリ等の２つ以上の電気機器を冷却するにあたり、切換手段であるバルブにより媒体通路を切換えて、冷却要求がある電気機器にのみ冷却媒体が流れるようにする。たとえば２つ以上の電気機器の中で１つの電気機器のみが冷却を要求している場合には、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、第１の電気機器および第２の電気機器と、第１の電気機器の冷却通路および第２の電気機器の冷却通路に接続され、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、冷却媒体が供給される電気機器が変更されるように、媒体通路を切換えるための切換手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、切換手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、切換手段を制御するための手段を含む。
【００１４】
第４の発明によると、車両に搭載された電気機器の一例である、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータを冷却するにあたり、切換手段であるバルブにより媒体通路を切換えて、冷却要求があるモータジェネレータにのみ冷却媒体が流れるようにする。すなわち２つのモータジェネレータの中で片方のモータジェネレータのみが冷却を要求している場合には、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送するモータジェネレータが１台でよいことになり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【００１５】
第５の発明に係る冷却装置においては、第４の発明の構成に加えて、冷却媒体は、液媒体であって、供給手段は、液媒体を圧送するポンプである。媒体通路は、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路と、吐出口と第１の電気機器の冷却通路との間の分岐部から第２の電気機器の冷却通路を通って第１の電気機器の冷却通路と吸入口との間の結合部に接続される第２の通路とを含む。切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁を含む。制御手段は、第２の電気機器の冷却要求に応じて、開閉弁が開状態になるように制御するための手段を含む。
【００１６】
第５の発明によると、第１のモータジェネレータのみから冷却要求がある場合には、開閉弁を閉じて、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路のみに液媒体の一例である冷却水が循環されて第１のモータジェネレータのみが冷却される。第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータから冷却要求がある場合には、開閉弁を開いて、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路と、分岐部から第２の電気機器の冷却通路を通って結合部に接続される第２の通路とに、冷却水が循環されて第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータが冷却される。第１のモータジェネレータしか冷却しなくてよい場合には、第２の通路には冷却水が流れることがないように開閉弁が閉じられているので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【００１７】
第６の発明に係る冷却装置においては、第５の発明の構成に加えて、切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁をさらに含む。制御手段は、第２の電気機器の冷却要求に応じて、２つの開閉弁を開状態になるように制御するための手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、第１のモータジェネレータのみから冷却要求がある場合には、２つの開閉弁を閉じて、第１の通路のみに冷却水が循環されて第１のモータジェネレータのみが冷却される。第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータから冷却要求がある場合には、２つの開閉弁を開いて、第１の通路と第２の通路とに冷却水が循環されて第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータが冷却される。第１のモータジェネレータしか冷却しなくてよい場合には、第２の通路には冷却水が流れることがないように２つの開閉弁が閉じられているので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【００１９】
第７の発明に係る冷却装置においては、第５の発明の構成に加えて、切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁をさらに含む。
【００２０】
第７の発明によると、開閉弁が１つであっても、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁により開閉弁が閉じられているときにも第２の通路に冷却水が流入することがないので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る冷却装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、電気自動車であっても、燃料電池車であってもよい。また、走行用バッテリではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。
【００２３】
ハイブリッド車両は、駆動源としての、たと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（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２４】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ
２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。
【００２５】
本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
【００２６】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００２７】
動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００２８】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００２９】
図２を参照して、図１のモータジェネレータ（１）１４０（１４０Ｂ）およびモータジェネレータ（２）１４０（１４０Ａ）の冷却装置の構成について説明する。なお、冷却対象はモータジェネレータ１４０に限定されるものではなく、インバータ２４０やＰＣＵ（Power Control Unit）や走行用バッテリ２２０などであってもよい。また、冷却対象の電気機器は２つに限定されるものではない。さらに、以下において、冷却媒体は液体（冷却水）であるとして説明するが、気体でもよい。
【００３０】
図２に示すように、この冷却装置は、モータジェネレータ１４０で吸熱した熱量を放熱するラジエータ５００と、ＭＧ（１）冷却水路８１０と、ＭＧ（２）冷却水路８２０と、冷却水をラジエータ５００とＭＧ（１）冷却水路８１０およびＭＧ（２）冷却水路８２０との間で循環させるためのウォータポンプ６００と、冷却水路を切換えるための制御弁９００および制御弁９１０とを含む。なお、制御弁９１０は逆止弁であってもよい。
【００３１】
ラジエータ５００とウォータポンプ６００とは、ウォータポンプ吸入口側管路７００により接続され、ウォータポンプ６００とＭＧ冷却水路（ＭＧ（１）冷却水路８１０またはＭＧ（２）冷却水路８２０）側とは、ウォータポンプ吐出口側管路７１０により接続されている。さらに、ウォータポンプ吐出口側管路７１０は、分岐点７２０において、ＭＧ（１）冷却水路８１０の入口側へ連通されるＭＧ（１）入口側管路８１２と制御弁９００側へのＭＧ（２）側管路７３０とに分岐される。
【００３２】
ＭＧ（１）冷却水路８１０は、入口側がＭＧ（１）入口側管路８１２に、出口側がＭＧ（１）出口側管路８１４に、それぞれ接続される。ＭＧ（１）出口側管路８１４は、結合点７５０においてラジエータ入口側管路７６０に接続される。
【００３３】
制御弁９００とＭＧ（２）冷却水路８２０とは、ＭＧ（２）入口側管路８２２により接続され、ＭＧ（２）冷却水路８２０と制御弁９１０とは、ＭＧ（２）出口側管路８２４により、それぞれ接続される。制御弁９１０と結合点７５０とは、ＭＧ（２）側管路７４０により接続される。
【００３４】
この制御弁９００および制御弁９１０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０により、その開閉状態が制御可能である。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０には、モータジェネレータ（２）１４０（モータ１４０Ａ）に設けられた温度センサ１４２からコイル温度が入力される。
【００３５】
本実施の形態における冷却装置の技術的特徴は、たとえば、上述した通常走行時におけるモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なっている場合にモータ１４０Ａのコイル温度が上昇して冷却要求があると、制御弁９００および制御弁９１０を開状態にして、ＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水を流してモータ１４０Ａを冷却する。一方、このような冷却要求がない場合（常時モータ１４０Ａが作動している状態ではないので冷却要求がないことも発生し得る）、制御弁９００および制御弁９１０を閉状態にして、ＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水を流さない。このようにすると、冷却管路の管路抵抗を低減させることができ、ウォータポンプ６００の負荷を下げて消費電力を低下させることができる。
【００３６】
図３のフローチャートを参照して、図１のＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ（２）（モータ１４０Ａ）のコイル温度ＴＣを検知する。このとき、モータ１４０Ａに設けられた、モータのコイル温度を検知する温度センサ１４２からＨＶ＿ＥＣＵ３２０に入力された信号に基づいて、コイル温度ＴＣが検知される。
【００３８】
Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（１）よりも高いか否かを判断する。コイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（１）よりも高いと（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。
【００３９】
Ｓ３００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０を開状態にするように、制御弁に制御信号を出力する。これにより、制御弁９００および制御弁９１０が開いて図２の順路Ｂのように冷却水が流れる。その後、処理はＳ６００へ移される。
【００４０】
Ｓ４００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（２）よりも低いか否かを判断する。ここで、ＴＣしきい値ＴＣ（１）＞ＴＣしきい値ＴＣ（２）である。このように２種類のしきい値を設定するのは、１種類のしきい値を制御弁の開閉を制御すると、制御弁の開閉ハンチングが発生するので、それを防止するためである。コイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（２）よりも低いと（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。
【００４１】
Ｓ５００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、開状態の制御弁９００および制御弁９１０を閉状態にするように、制御弁に制御信号を出力する。これにより、制御弁９００および制御弁９１０が閉じて図２の順路Ａのように冷却水が流れる。
【００４２】
Ｓ６００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、イグニッションスイッチがオフにされたか否かを判断する。イグニッションスイッチがオフにされると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。
【００４３】
なお、処理を終了させる判断は、イグニッションスイッチ以外の状態に基づく判断であってもよい。
【００４４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の動作について説明する。以下の説明において、初期状態は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣが低い状態で、制御弁９００および制御弁９１０が閉状態にされて図２の順路Ａで冷却水が循環されていると想定する。
【００４５】
車両が走行中に、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣが検知される（Ｓ１００）。モータ１４０Ａの作動負荷が上昇してコイル温度ＴＣがＴＣしきい値（１）よりも高くなると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０が開状態にされて図２の順路Ｂで冷却水が循環される。この状態が図４の時刻ｔ（１）である。
【００４６】
図２の順路Ｂで冷却水が循環されることによりモータ１４０Ａの冷却水路であるＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水が流れてモータ１４０Ａを冷却して、次第に温度が低下する。この状態が図４の時刻ｔ（１）〜ｔ（２）である。
【００４７】
コイル温度ＴＣがＴＣしきい値（２）よりも低くなると（Ｓ２００にてＮＯかつＳ４００にてＹＥＳ）、開状態の制御弁９００および制御弁９１０が閉状態にされて図２の順路Ａで冷却水が循環される。この状態が図４の時刻ｔ（２）である。
【００４８】
図２の順路Ａで冷却水が循環されることによりウォータポンプ６００の負荷が低下して消費電力が削減できる。モータ１４０Ａの冷却水路であるＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水が流れてないので次第にモータ１４０Ａのコイル温度が上昇する。この状態が図４の時刻ｔ（２）〜ｔ（３）である。時刻ｔ（３）で、再度、モータ１４０Ａの作動負荷が上昇してコイル温度ＴＣがＴＣしきい値（１）よりも高くなると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０が開状態にされて図２の順路Ｂで冷却水が循環されて、モータ１４０Ａが冷却される。
【００４９】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、電気機器の負荷に応じて冷却通路における冷却水の流れ方を変更する。このときに、冷却が必要な部分にのみ冷却水を流すようにしてウォータポンプの負荷を下げて消費電力を低減させることができ、究極的には燃費を向上させることができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【図２】図１のＭＧ（１）およびＭＧ（２）の冷却通路の構成を示す図である。
【図３】ＨＶ＿ＥＣＵで実行される冷却通路切換処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図４】ＭＧ（２）のコイル温度の時間変化と制御弁の開閉状態とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０Ｂ ジェネレータ、１４２ 温度センサ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、５００ ラジエータ、６００ ウォータポンプ、７００ ウォータポンプ吸入口側管路、７１０ ウォータポンプ吐出口側管路、７２０ 分岐点、７３０，７４０ ＭＧ（２）側管路、７５０ 結合点、７６０ ラジエータ入口側管路、８１０ ＭＧ（１）冷却水路、８１２ ＭＧ（１）入口側管路、８１４ ＭＧ（１）出口側管路、８２０ ＭＧ（２）冷却水路、８２２ ＭＧ（２）入口側管路、８２４ ＭＧ（２）出口側管路、９００，９１０ 制御弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された電気機器の冷却に関し、特に、効率的に電気機器を冷却することが可能な冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池（バッテリ）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。
【０００３】
特開２００２−２２７６４４号公報（特許文献１）は、このようなハイブリッド車両に適した電動冷媒ポンプにおける冷媒流の制御システムを開示する。この冷媒流の制御システムは、吐出部と吸入部とを持つ電動冷媒ポンプと、この電動冷媒ポンプの吐出部に結合してハイブリッド電気自動車の冷却されるべき構成部品を通って電動冷媒ポンプの吸入部で終端となる閉鎖冷媒流路と、車両構成部品の温度の関数として、電動冷媒ポンプの制御デューティを決定してそのデューティ電動冷媒ポンプを制御するデューティ制御部と、これらの構成部品に設けられ、温度信号を電動冷媒ポンプのデューティー制御部へ送る温度センサーとを含む。
【０００４】
この冷媒流の制御システムによると、エンジンや電気モータの温度を検知して、その温度に基づいて電動冷媒ポンプの制御デューティを決定される。すなわち、これらの温度が高いと冷却性能が必要となるため制御デューティが大きくなるように、これらの温度が低いと冷却性能が必要でないため制御デューティが小さくなるように制御される。これにより、単一のループ・システム（閉鎖冷媒流路）内で、車両構成部品の全てに要求される冷却性能を実現することができる。
【特許文献１】特開２００２−２２７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された制御システムにおいては、エンジンおよび電気モータを含む冷却が必要な車両構成部品の全てに冷媒が供給されるような単一のループシステムが構成されている。このようなループシステムは、その管路長が長くなり、管路抵抗が大きく、電動冷媒ポンプの制御デューティを小さめに設定しても、電動冷媒ポンプの消費電力が大きくなり、究極的には燃費が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、媒体通路の状態を切換えて、冷却媒体による電気機器を冷却する能力を変更するための変更手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、変更手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、変更手段を制御するための手段を含む。
【０００８】
第１の発明によると、車両に搭載されたモータジェネレータ、インバータ等の２つ以上の電気機器を冷却するにあたり、媒体通路の状態を切換えて、冷却が要求される電気機器にのみ冷却媒体が流れるようにして、冷却媒体による冷却能力を変更する。冷却能力が小さくてよいとき（たとえば２つ以上の電気機器の中で１つの電気機器のみが冷却を要求している場合）、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、変更手段は、冷却媒体が供給される電気機器の数を変更することにより、媒体通路における冷却媒体の流れの状態を切換えて、能力を変更するための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、少なくとも２つの電気機器の中で冷却を要求している電気機器にのみ冷却媒体を供給するように、冷却媒体が供給される電気機器の数を変更する。これにより、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、供給手段の一例であるポンプの消費電力が低減できる。
【００１１】
第３の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、電気機器の少なくとも一方に、冷却媒体が供給されるように、媒体通路を切換えるための切換手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、切換手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、切換手段を制御するための手段を含む。
【００１２】
第３の発明によると、車両に搭載されたモータジェネレータ、インバータ、バッテリ等の２つ以上の電気機器を冷却するにあたり、切換手段であるバルブにより媒体通路を切換えて、冷却要求がある電気機器にのみ冷却媒体が流れるようにする。たとえば２つ以上の電気機器の中で１つの電気機器のみが冷却を要求している場合には、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送する対象が少なくなり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明に係る冷却装置は、車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、第１の電気機器および第２の電気機器と、第１の電気機器の冷却通路および第２の電気機器の冷却通路に接続され、冷却媒体が流通される媒体通路と、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、冷却媒体が供給される電気機器が変更されるように、媒体通路を切換えるための切換手段と、電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、切換手段を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、冷却要求に応じて、切換手段を制御するための手段を含む。
【００１４】
第４の発明によると、車両に搭載された電気機器の一例である、第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータを冷却するにあたり、切換手段であるバルブにより媒体通路を切換えて、冷却要求があるモータジェネレータにのみ冷却媒体が流れるようにする。すなわち２つのモータジェネレータの中で片方のモータジェネレータのみが冷却を要求している場合には、媒体通路を通して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段の能力も小さくてよい。これは、たとえば、供給手段が冷却媒体の一例である冷却水を圧送するポンプであるとすると、冷却水を圧送するモータジェネレータが１台でよいことになり流路抵抗も小さくなるので、ポンプの消費電力が低減できることを意味する。その結果、ハイブリッド車両を含め、冷却が必要な複数の電気機器を搭載した車両において、効率的に必要な冷却性能を発現させる、車両に搭載された電気機器の冷却装置を提供することができる。
【００１５】
第５の発明に係る冷却装置においては、第４の発明の構成に加えて、冷却媒体は、液媒体であって、供給手段は、液媒体を圧送するポンプである。媒体通路は、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路と、吐出口と第１の電気機器の冷却通路との間の分岐部から第２の電気機器の冷却通路を通って第１の電気機器の冷却通路と吸入口との間の結合部に接続される第２の通路とを含む。切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁を含む。制御手段は、第２の電気機器の冷却要求に応じて、開閉弁が開状態になるように制御するための手段を含む。
【００１６】
第５の発明によると、第１のモータジェネレータのみから冷却要求がある場合には、開閉弁を閉じて、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路のみに液媒体の一例である冷却水が循環されて第１のモータジェネレータのみが冷却される。第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータから冷却要求がある場合には、開閉弁を開いて、ポンプの吐出口から第１の電気機器の冷却通路を通ってポンプの吸入口に接続される第１の通路と、分岐部から第２の電気機器の冷却通路を通って結合部に接続される第２の通路とに、冷却水が循環されて第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータが冷却される。第１のモータジェネレータしか冷却しなくてよい場合には、第２の通路には冷却水が流れることがないように開閉弁が閉じられているので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【００１７】
第６の発明に係る冷却装置においては、第５の発明の構成に加えて、切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁をさらに含む。制御手段は、第２の電気機器の冷却要求に応じて、２つの開閉弁を開状態になるように制御するための手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、第１のモータジェネレータのみから冷却要求がある場合には、２つの開閉弁を閉じて、第１の通路のみに冷却水が循環されて第１のモータジェネレータのみが冷却される。第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータから冷却要求がある場合には、２つの開閉弁を開いて、第１の通路と第２の通路とに冷却水が循環されて第１のモータジェネレータおよび第２のモータジェネレータが冷却される。第１のモータジェネレータしか冷却しなくてよい場合には、第２の通路には冷却水が流れることがないように２つの開閉弁が閉じられているので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【００１９】
第７の発明に係る冷却装置においては、第５の発明の構成に加えて、切換手段は、分岐部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁をさらに含む。
【００２０】
第７の発明によると、開閉弁が１つであっても、結合部と第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁により開閉弁が閉じられているときにも第２の通路に冷却水が流入することがないので、ポンプの負荷が小さくなり、ポンプの消費電力が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る冷却装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、電気自動車であっても、燃料電池車であってもよい。また、走行用バッテリではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。
【００２３】
ハイブリッド車両は、駆動源としての、たと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（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２４】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ
２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。
【００２５】
本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
【００２６】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００２７】
動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００２８】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００２９】
図２を参照して、図１のモータジェネレータ（１）１４０（１４０Ｂ）およびモータジェネレータ（２）１４０（１４０Ａ）の冷却装置の構成について説明する。なお、冷却対象はモータジェネレータ１４０に限定されるものではなく、インバータ２４０やＰＣＵ（Power Control Unit）や走行用バッテリ２２０などであってもよい。また、冷却対象の電気機器は２つに限定されるものではない。さらに、以下において、冷却媒体は液体（冷却水）であるとして説明するが、気体でもよい。
【００３０】
図２に示すように、この冷却装置は、モータジェネレータ１４０で吸熱した熱量を放熱するラジエータ５００と、ＭＧ（１）冷却水路８１０と、ＭＧ（２）冷却水路８２０と、冷却水をラジエータ５００とＭＧ（１）冷却水路８１０およびＭＧ（２）冷却水路８２０との間で循環させるためのウォータポンプ６００と、冷却水路を切換えるための制御弁９００および制御弁９１０とを含む。なお、制御弁９１０は逆止弁であってもよい。
【００３１】
ラジエータ５００とウォータポンプ６００とは、ウォータポンプ吸入口側管路７００により接続され、ウォータポンプ６００とＭＧ冷却水路（ＭＧ（１）冷却水路８１０またはＭＧ（２）冷却水路８２０）側とは、ウォータポンプ吐出口側管路７１０により接続されている。さらに、ウォータポンプ吐出口側管路７１０は、分岐点７２０において、ＭＧ（１）冷却水路８１０の入口側へ連通されるＭＧ（１）入口側管路８１２と制御弁９００側へのＭＧ（２）側管路７３０とに分岐される。
【００３２】
ＭＧ（１）冷却水路８１０は、入口側がＭＧ（１）入口側管路８１２に、出口側がＭＧ（１）出口側管路８１４に、それぞれ接続される。ＭＧ（１）出口側管路８１４は、結合点７５０においてラジエータ入口側管路７６０に接続される。
【００３３】
制御弁９００とＭＧ（２）冷却水路８２０とは、ＭＧ（２）入口側管路８２２により接続され、ＭＧ（２）冷却水路８２０と制御弁９１０とは、ＭＧ（２）出口側管路８２４により、それぞれ接続される。制御弁９１０と結合点７５０とは、ＭＧ（２）側管路７４０により接続される。
【００３４】
この制御弁９００および制御弁９１０は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０により、その開閉状態が制御可能である。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０には、モータジェネレータ（２）１４０（モータ１４０Ａ）に設けられた温度センサ１４２からコイル温度が入力される。
【００３５】
本実施の形態における冷却装置の技術的特徴は、たとえば、上述した通常走行時におけるモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なっている場合にモータ１４０Ａのコイル温度が上昇して冷却要求があると、制御弁９００および制御弁９１０を開状態にして、ＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水を流してモータ１４０Ａを冷却する。一方、このような冷却要求がない場合（常時モータ１４０Ａが作動している状態ではないので冷却要求がないことも発生し得る）、制御弁９００および制御弁９１０を閉状態にして、ＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水を流さない。このようにすると、冷却管路の管路抵抗を低減させることができ、ウォータポンプ６００の負荷を下げて消費電力を低下させることができる。
【００３６】
図３のフローチャートを参照して、図１のＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ（２）（モータ１４０Ａ）のコイル温度ＴＣを検知する。このとき、モータ１４０Ａに設けられた、モータのコイル温度を検知する温度センサ１４２からＨＶ＿ＥＣＵ３２０に入力された信号に基づいて、コイル温度ＴＣが検知される。
【００３８】
Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（１）よりも高いか否かを判断する。コイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（１）よりも高いと（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。
【００３９】
Ｓ３００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０を開状態にするように、制御弁に制御信号を出力する。これにより、制御弁９００および制御弁９１０が開いて図２の順路Ｂのように冷却水が流れる。その後、処理はＳ６００へ移される。
【００４０】
Ｓ４００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（２）よりも低いか否かを判断する。ここで、ＴＣしきい値ＴＣ（１）＞ＴＣしきい値ＴＣ（２）である。このように２種類のしきい値を設定するのは、１種類のしきい値を制御弁の開閉を制御すると、制御弁の開閉ハンチングが発生するので、それを防止するためである。コイル温度ＴＣがＴＣしきい値ＴＣ（２）よりも低いと（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。
【００４１】
Ｓ５００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、開状態の制御弁９００および制御弁９１０を閉状態にするように、制御弁に制御信号を出力する。これにより、制御弁９００および制御弁９１０が閉じて図２の順路Ａのように冷却水が流れる。
【００４２】
Ｓ６００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、イグニッションスイッチがオフにされたか否かを判断する。イグニッションスイッチがオフにされると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。
【００４３】
なお、処理を終了させる判断は、イグニッションスイッチ以外の状態に基づく判断であってもよい。
【００４４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の動作について説明する。以下の説明において、初期状態は、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣが低い状態で、制御弁９００および制御弁９１０が閉状態にされて図２の順路Ａで冷却水が循環されていると想定する。
【００４５】
車両が走行中に、モータ１４０Ａのコイル温度ＴＣが検知される（Ｓ１００）。モータ１４０Ａの作動負荷が上昇してコイル温度ＴＣがＴＣしきい値（１）よりも高くなると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０が開状態にされて図２の順路Ｂで冷却水が循環される。この状態が図４の時刻ｔ（１）である。
【００４６】
図２の順路Ｂで冷却水が循環されることによりモータ１４０Ａの冷却水路であるＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水が流れてモータ１４０Ａを冷却して、次第に温度が低下する。この状態が図４の時刻ｔ（１）〜ｔ（２）である。
【００４７】
コイル温度ＴＣがＴＣしきい値（２）よりも低くなると（Ｓ２００にてＮＯかつＳ４００にてＹＥＳ）、開状態の制御弁９００および制御弁９１０が閉状態にされて図２の順路Ａで冷却水が循環される。この状態が図４の時刻ｔ（２）である。
【００４８】
図２の順路Ａで冷却水が循環されることによりウォータポンプ６００の負荷が低下して消費電力が削減できる。モータ１４０Ａの冷却水路であるＭＧ（２）冷却水路８２０に冷却水が流れてないので次第にモータ１４０Ａのコイル温度が上昇する。この状態が図４の時刻ｔ（２）〜ｔ（３）である。時刻ｔ（３）で、再度、モータ１４０Ａの作動負荷が上昇してコイル温度ＴＣがＴＣしきい値（１）よりも高くなると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、閉状態の制御弁９００および制御弁９１０が開状態にされて図２の順路Ｂで冷却水が循環されて、モータ１４０Ａが冷却される。
【００４９】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、電気機器の負荷に応じて冷却通路における冷却水の流れ方を変更する。このときに、冷却が必要な部分にのみ冷却水を流すようにしてウォータポンプの負荷を下げて消費電力を低減させることができ、究極的には燃費を向上させることができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【図２】図１のＭＧ（１）およびＭＧ（２）の冷却通路の構成を示す図である。
【図３】ＨＶ＿ＥＣＵで実行される冷却通路切換処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図４】ＭＧ（２）のコイル温度の時間変化と制御弁の開閉状態とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０Ｂ ジェネレータ、１４２ 温度センサ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、５００ ラジエータ、６００ ウォータポンプ、７００ ウォータポンプ吸入口側管路、７１０ ウォータポンプ吐出口側管路、７２０ 分岐点、７３０，７４０ ＭＧ（２）側管路、７５０ 結合点、７６０ ラジエータ入口側管路、８１０ ＭＧ（１）冷却水路、８１２ ＭＧ（１）入口側管路、８１４ ＭＧ（１）出口側管路、８２０ ＭＧ（２）冷却水路、８２２ ＭＧ（２）入口側管路、８２４ ＭＧ（２）出口側管路、９００，９１０ 制御弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、
前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記媒体通路の状態を切換えて、前記冷却媒体による前記電気機器を冷却する能力を変更するための変更手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記変更手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記変更手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記冷却媒体が供給される電気機器の数を変更することにより、前記媒体通路における前記冷却媒体の流れの状態を切換えて、前記能力を変更するための手段を含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、
前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記電気機器の少なくとも一方に、前記冷却媒体が供給されるように、前記媒体通路を切換えるための切換手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記切換手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記切換手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項４】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、第１の電気機器および第２の電気機器と、
前記第１の電気機器の冷却通路および前記第２の電気機器の冷却通路に接続され、前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記冷却媒体が供給される電気機器が変更されるように、前記媒体通路を切換えるための切換手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記切換手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記切換手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却媒体は、液媒体であって、
前記供給手段は、前記液媒体を圧送するポンプであって、
前記媒体通路は、前記ポンプの吐出口から前記第１の電気機器の冷却通路を通って前記ポンプの吸入口に接続される第１の通路と、前記吐出口と前記第１の電気機器の冷却通路との間の分岐部から前記第２の電気機器の冷却通路を通って前記第１の電気機器の冷却通路と前記吸入口との間の結合部に接続される第２の通路とを含み、
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁を含み、
前記制御手段は、前記第２の電気機器の冷却要求に応じて、前記開閉弁が開状態になるように制御するための手段を含む、請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、前記結合部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁をさらに含み、
前記制御手段は、前記第２の電気機器の冷却要求に応じて、２つの前記開閉弁を開状態になるように制御するための手段を含む、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、前記結合部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁をさらに含む、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項１】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、
前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記媒体通路の状態を切換えて、前記冷却媒体による前記電気機器を冷却する能力を変更するための変更手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記変更手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記変更手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記冷却媒体が供給される電気機器の数を変更することにより、前記媒体通路における前記冷却媒体の流れの状態を切換えて、前記能力を変更するための手段を含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、少なくとも２つの電気機器と、
前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記電気機器の少なくとも一方に、前記冷却媒体が供給されるように、前記媒体通路を切換えるための切換手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記切換手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記切換手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項４】
車両に搭載され、冷却媒体により冷却される、第１の電気機器および第２の電気機器と、
前記第１の電気機器の冷却通路および前記第２の電気機器の冷却通路に接続され、前記冷却媒体が流通される媒体通路と、
前記媒体通路を通して前記電気機器に前記冷却媒体を供給するための供給手段と、
前記冷却媒体が供給される電気機器が変更されるように、前記媒体通路を切換えるための切換手段と、
前記電気機器の少なくとも一方の冷却要求を検知するための検知手段と、
前記切換手段を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記冷却要求に応じて、前記切換手段を制御するための手段を含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却媒体は、液媒体であって、
前記供給手段は、前記液媒体を圧送するポンプであって、
前記媒体通路は、前記ポンプの吐出口から前記第１の電気機器の冷却通路を通って前記ポンプの吸入口に接続される第１の通路と、前記吐出口と前記第１の電気機器の冷却通路との間の分岐部から前記第２の電気機器の冷却通路を通って前記第１の電気機器の冷却通路と前記吸入口との間の結合部に接続される第２の通路とを含み、
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁を含み、
前記制御手段は、前記第２の電気機器の冷却要求に応じて、前記開閉弁が開状態になるように制御するための手段を含む、請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、前記結合部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁をさらに含み、
前記制御手段は、前記第２の電気機器の冷却要求に応じて、２つの前記開閉弁を開状態になるように制御するための手段を含む、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記切換手段は、前記分岐部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた開閉弁に加えて、前記結合部と前記第２の電気機器の冷却通路との間に設けられた逆止弁をさらに含む、請求項５に記載の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２１９０８３（Ｐ２００６−２１９０８３Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６４０７（Ｐ２００５−３６４０７）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]