JP7119900B2 - 車両用冷却装置 - Google Patents

Description

本出願は、車両用冷却装置に関するものである。

従来、例えば特開２０１０－１８０７１３号公報に記載されているように、冷却水循環用の電動ウォーターポンプを備えたハイブリッド車両が知られている。

特開２０１０－１８０７１３号公報

ハイブリッド車両は、内燃機関と、走行用モータと、この走行用モータを制御するパワーコントロールユニットとを備えている。内燃機関の冷却は、エンジン冷却用のポンプがエンジン冷却水を流すことによって行われる。パワーコントロールユニットの冷却は、パワーコントロールユニット冷却用のポンプがエンジン冷却水とは異なる他の冷却液を流すことによって行われる。

電動ポンプは、電動機およびドライバなどの部品を含んでいる。従来は、エンジン冷却用のポンプとパワーコントロールユニット冷却用のポンプとをそれぞれ個別の電動ポンプとすることが普通であった。電動ポンプの数が増大すると、電動機およびドライバなどの部品点数が電動ポンプの数と比例して増大してしまう。その結果、高コストとなる問題があった。

本出願は、上述のような課題を解決するためになされたもので、コストを抑制するように改善された車両用冷却装置を提供することを目的とする。

本出願にかかる車両用冷却装置は、電動機と、エンジン冷却ポンプと、パワーコントロールユニット冷却ポンプと、オイルポンプと、差動機構と、を備える。エンジン冷却ポンプは、前記電動機の回転動力によってエンジン冷却水を流すように構築されている。パワーコントロールユニット冷却ポンプは、前記電動機の回転動力によってパワーコントロールユニット用冷却液を流すように構築されている。オイルポンプは、前記電動機の回転動力によってトランスアクスル用オイルを流すように構築されている。差動機構は、前記電動機からの回転動力の伝達を制御することにより、前記エンジン冷却ポンプの流量と、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプおよび前記オイルポンプの流量と、を相違させる。エンジン冷却ポンプと、パワーコントロールユニット冷却ポンプおよびオイルポンプと、を同じ電動機の回転動力で駆動させるので、各ポンプの専用の電動機を設ける場合と比較してコストが節減される。

車両用冷却装置において、前記電動機の隣に、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、前記オイルポンプ、および前記エンジン冷却ポンプがこの順番で並んでもよい。前記電動機に接続された伝達軸に、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、前記オイルポンプ、および前記エンジン冷却ポンプが接続されてもよい。前記差動機構が、前記オイルポンプと前記エンジン冷却ポンプとの間に配置されてもよい。前記差動機構がオフされることで、前記エンジン冷却ポンプが前記伝達軸から切り離されるように構築されてもよい。
また、車両用冷却装置において、前記エンジン冷却ポンプ、前記電動機、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、および前記オイルポンプがこの順番で並んでもよい。前記電動機に接続された伝達軸に、前記エンジン冷却ポンプ、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、および前記オイルポンプが接続されてもよい。前記差動機構が、前記エンジン冷却ポンプと前記電動機との間に配置されてもよい。前記差動機構がオフされることで、前記エンジン冷却ポンプが前記伝達軸から切り離されるように構築されてもよい。

車両用冷却装置において、前記差動機構は、オンオフ機構を含んでもよい。このオンオフ機構は、前記電動機と前記エンジン冷却ポンプとの間における回転動力の伝達をオンとオフとで切り替える。

車両用冷却装置において、前記差動機構は、前記電動機と前記エンジン冷却ポンプとの間に介在する変速機を含んでもよい。

上記の車両用冷却装置は、電動機を共用できるとともに、差動機構によって複数のポンプの駆動状態を相違させることもできる。差動機構によって複数のポンプを異なる駆動状態にできる一方で、電動機の共用により各ポンプに専用の電動機を別々に設ける場合と比較してコストを節減することができる。

実施の形態１にかかる電動車両を示す構成図である。 実施の形態１にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１にかかる車両用冷却装置で実行される具体的制御を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態２にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態２にかかる車両用冷却装置で実行される具体的制御を示すフローチャートである。 実施の形態２の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。 実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の電動車両５の構成を示した図である。図１に示すように、電動車両５は、駆動輪１６と、エンジン９０と、動力分割機構１５と、パワーコントロールユニットＰＣＵと、車両用冷却装置２と、を備えている。電動車両５は、トランスアクスルを備えている。トランスアクスルは、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２と動力分割機構１５とを含む。以下の説明および図面において、トランスアクスルを「Ｔ／Ａ」と略称することがある。

電動車両５は、モータジェネレータＭＧ２とエンジン９０とを駆動源として搭載するハイブリッド車両である。電動車両５の走行モードは、ＥＶモードと、ＨＶモードとを含む。ＥＶモードは、モータジェネレータＭＧ２を主として使用して走行するモードである。ＨＶモードは、ＥＶモードよりもモータジェネレータＭＧ２にエンジン９０を併用して走行する割合が増加されたモードである。

パワーコントロールユニットＰＣＵは、昇圧コンバータ１２とインバータ１４とを含む。電動車両５は、高圧バッテリ１０を含む。昇圧コンバータ１２は、高圧バッテリ１０から出力される直流電力を昇圧する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２との間で直流電力を授受する。

電動車両５は、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とを含む。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構１５を介してエンジン９０の動力を受けて発電を行なう。モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、動力分割機構１５に接続される。インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２に接続されている。インバータ１４は、交流電力と昇圧コンバータ１２からの直流電力との変換を行なう。

動力分割機構１５は、遊星歯車機構と減速ギヤ機構とを含む各種公知の機構が用いられる。動力分割機構１５は、エンジン９０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。エンジン９０を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行なうことで、全体としてエネルギー効率のよい自動車が実現されている。

直流電源である高圧バッテリ１０は、昇圧コンバータ１２に対して直流電力を供給する。その一方で、高圧バッテリ１０は、充電モードにおいては、昇圧コンバータ１２からの直流電力によって充電される。

昇圧コンバータ１２は、高圧バッテリ１０から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ１４に供給する。インバータ１４は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。エンジン始動後には、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力がインバータ１４によって直流に変換される。変換された直流電力は、昇圧コンバータ１２によって、高圧バッテリ１０の充電に適切な電圧に変換される。この昇圧コンバータ１２で変換された電圧によって、高圧バッテリ１０が充電される。

インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２は、エンジン９０を補助して駆動輪１６を駆動する走行用モータである。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。得られた電気エネルギーは、インバータ１４および昇圧コンバータ１２を経由して高圧バッテリ１０に戻される。

電動車両５は、さらに、補機バッテリ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とを備えている。補機バッテリ２０は、図示しない補機類に電源電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、高圧バッテリ１０の電圧を変換し補機バッテリ２０に充電を行なう。図示しないが、電動車両５は、高圧バッテリ１０の電圧を検出する電圧センサと、高圧バッテリ１０の電流を検出する電流センサと、補機バッテリ２０の電圧を検出する電圧センサとを含んでいる。

電動車両５は、さらに、エンジン冷却システムを含む。エンジン冷却システムは、エンジン９０の冷却水を冷却するラジエーター６４と、エンジン冷却ポンプＷＰＥと、を含む。

電動車両５は、さらに、ハイブリッドシステム用の電気機器冷却システムを含む。電気機器冷却システムは、ハイブリッドシステムの冷却水を冷却するラジエーター６６と、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとを含む。

電動車両５は、さらに、メカニカルオイルポンプＭＯＰおよびオイルポンプＯＰを含む。メカニカルオイルポンプＭＯＰおよびオイルポンプＯＰは、トランスアクスル内にＡＴＦ（自動変速機用油）を循環させる。ＡＴＦは、トランスアクスルの冷却および潤滑に使用される。

エンジン冷却ポンプＷＰＥとパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとオイルポンプＯＰとは、後述する車両用冷却装置２に含まれている。

電動車両５は、エンジンルームＥＣを備えている。このエンジンルームＥＣに、エンジン９０と、動力分割機構１５と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、ラジエーター６４，６６とが収納される。

実施の形態１にかかる電動車両５の実際の構造では、パワーコントロールユニットＰＣＵもエンジンルームＥＣに収容される。ただし、図１では記載を分かりやすくするために、便宜上、パワーコントロールユニットＰＣＵをエンジンルームＥＣの外側に図示している。

電動車両５は、さらに、ハイブリッドシステムを起動するイグニッションキースイッチ６０と、ＥＶモード／ＨＶモードをユーザが指定するＥＶ優先スイッチ６２と、制御装置５０とを含む。実施の形態１では制御装置５０が複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んでいる。

具体的には、制御装置５０は、ハイブリッドシステム全体を管理するＨＶ－ＥＣＵと、インバータ１４を制御するＭＧ－ＥＣＵと、エンジン９０を制御するＥＮ－ＥＣＵと、高圧バッテリ１０の充電状態ＳＯＣを検出するバッテリＥＣＵと、を含む。ただし、変形例として制御装置５０が１つまたは複数のコンピュータを含んで構成されてもよい。

制御装置５０は、電動車両５に設けられた各種センサ類から様々な信号を受け取る。制御装置５０は、車速センサ６８から車速信号Ｖを受け取る。制御装置５０は、トランスアクスルに設けられた回転センサからＭＧ１回転速度Ｎｇ、ＭＧ２回転速度Ｎｍを受け取る。制御装置５０は、エンジン９０に設けられた回転センサからエンジン回転速度Ｎｅを受け取る。

制御装置５０は、トランスアクスルに設けられた温度センサから、モータジェネレータＭＧ１の温度ＴｇとモータジェネレータＭＧ２の温度Ｔｍとトランスアクスル温度Ｔｆとを受け取る。実施の形態１では、トランスアクスル温度Ｔｆは、オイル温度Ｔｆである。オイル温度Ｔｆは、オイルポンプＯＰで圧送されるＡＴＦの油温を検知することで取得されている。

制御装置５０は、エンジン９０に設けられた温度センサからエンジン温度Ｔｅを受け取る。具体的には、実施の形態１では、エンジン温度Ｔｅは、冷却水温度Ｔｅで表されている。冷却水温度Ｔｅは、エンジン冷却ポンプＷＰＥで圧送されるエンジン冷却水の温度を検知する温度センサの出力である。

制御装置５０は、パワーコントロールユニットＰＣＵに設けられた温度センサからパワーコントロールユニットの温度Ｔｐを受け取る。具体的には、実施の形態１では、温度Ｔｐは、冷却水温度Ｔｐで表されている。冷却水温度Ｔｐは、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰで圧送される冷却水の温度を検知する温度センサの出力である。

図２は、実施の形態１にかかる車両用冷却装置２を示す構成図である。車両用冷却装置２は、電動機３と、ドライバ４と、エンジン冷却ポンプＷＰＥと、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰと、オイルポンプＯＰと、差動機構６と、を備える。ドライバ４は図１には図示を省略しているが、電動機３の駆動状態の制御などのために設けられる部品である。

実施の形態１では、電動機３の隣に、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰ、オイルポンプＯＰ、およびエンジン冷却ポンプＷＰＥがこの順番で並べられている。電動機３は、伝達機構３ａを介して回転動力を伝えることで、エンジン冷却ポンプＷＰＥ、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰ、およびオイルポンプＯＰを駆動させる。

電動機３は、補機バッテリ２０の電力によって駆動されてもよい。実施の形態１では伝達機構３ａが伝達軸であってもよいが、変形例として伝達機構３ａがギヤなどの伝達要素を少なくとも一つ含むものであってもよい。

図２に示すように、実施の形態１では、電動機３とパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとが隣接している。

エンジン冷却ポンプＷＰＥは、伝達機構３ａを介して、電動機３の回転動力を受け取る。エンジン冷却ポンプＷＰＥは、電動式のウォーターポンプであるが、その動力源はポンプ本体の外部に設けられた電動機３である。エンジン冷却ポンプＷＰＥは、電動機３の回転動力によって駆動され、冷却水通路７１内に冷却水を流す。つまり、エンジン冷却ポンプＷＰＥは、電動機３の回転動力によってエンジン冷却水を流すように構築されている。エンジン冷却ポンプＷＰＥは、エンジン９０およびラジエーター６４を介して冷却水を循環させる。

パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰは、伝達機構３ａを介して、電動機３の回転動力を受け取る。パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰは、電動式のウォーターポンプであるが、その動力源はポンプ本体の外部に設けられた電動機３である。パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰは、電動機３の回転動力によって駆動され、冷却水通路７２内に冷却水を流す。

つまり、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰは、電動機３の回転動力によってパワーコントロールユニット用冷却液を流すように構築されている。パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰは、トランスアクスル、パワーコントロールユニットＰＣＵ、およびラジエーター６４を経由して冷却水を循環させる。

オイルポンプＯＰは、伝達機構３ａを介して、電動機３の回転動力を受け取る。オイルポンプＯＰは、電動式のオイルポンプであるが、その動力源はポンプ本体の外部に設けられた電動機３である。オイルポンプＯＰは、電動機３の回転動力によって駆動され、オイル通路７３内にＡＴＦを流す。つまり、オイルポンプＯＰは、電動機３の回転動力によってトランスアクスル用オイルを流すように構築されている。

差動機構６は、電動機３から伝達される回転動力を調節することにより、エンジン冷却ポンプＷＰＥの流量と、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰおよびオイルポンプＯＰの流量と、を相違させる。図２に示すように、実施の形態１にかかる差動機構６は、オイルポンプＯＰとエンジン冷却ポンプＷＰＥとの間に設けられている。差動機構６は、エンジン冷却ポンプＷＰＥの駆動時における回転数（つまり回転速度）と電動機３の回転数（つまり回転速度）との関係を変更する。

具体的には、実施の形態１にかかる差動機構６は、オンオフ機構である。オンオフ機構である差動機構６は、電動機３とエンジン冷却ポンプＷＰＥとの間における回転動力の伝達をオンとオフとで切り替える。伝達機構３ａからエンジン冷却ポンプＷＰＥを切り離すことで、電動機３の回転動力をパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰおよびオイルポンプＯＰに伝えつつ、その一方で、電動機３の回転動力がエンジン冷却ポンプＷＰＥに伝わらないようにすることができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、同一の電動機３を共用しつつ、使用状況に応じて、エンジン冷却ポンプＷＰＥの駆動と、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰおよびオイルポンプＯＰの駆動と、を個別に行うことができる。これにより、各ポンプに専用の電動機３を別々に設ける場合と比較して、飛躍的にコストを節減することができる。

つまり、一般的に電動ポンプのなかで電動機とドライバが大きな役割を占めており、電動ポンプのなかで電動機とドライバが特に高コストな部品である。電動ポンプそれぞれを個別制御するために電動機とドライバをポンプと同数だけ揃えることが従来は普通であったが、このような方法ではコスト増大を招く問題がある。この点、実施の形態１では、複数のポンプの間で電動機３とドライバ４を共用することで、車両用冷却装置２の全体として飛躍的にコストを節減することができる。

また、ハイブリッド車両である電動車両５では、走行用電動機の駆動中にエンジンを停止させる場合がある。このエンジン非作動時に差動機構６を用いることで、本来エンジン冷却が要求されていないときにエンジン冷却ポンプＷＰＥを不要に駆動させることを抑制することができる。その結果エンジン冷却ポンプＷＰＥの駆動を節減することができ、電力消費量を抑制することができる。

特に、実施の形態１では、三つのポンプを一つの電動機３で駆動させることができるので、コスト削減効果が極めて高い。

また、実施の形態１では差動機構６をエンジン冷却ポンプＷＰＥの切り離し用に設ける一方で、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとオイルポンプＯＰは常に同期駆動される。これにより構成を簡素化することができる。

また、実施の形態１では差動機構６がオンオフ機構とされているので、差動機構６の構造を簡素化することができる。

また、電動機３がパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰと隣接させられることで、電動機３の冷却効果が得られる利点がある。この場合の「隣接」は、二つの部品間に熱伝達を妨げる要素が無いことが好ましい。例えば、電動機３のケースとポンプのケースとの間に他の部品がない構造と、電動機３のケースとポンプのケースとが直接接触させられた構造と、電動機３のケースとポンプのケースとが熱伝導性部材を介して接触させられている構造と、のいずれかの構造とされてもよい。この点は、後述する図４の変形例においても同様である。

図３は、実施の形態１にかかる車両用冷却装置２で実行される具体的制御を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１において制御装置５０が実行する制御の一例である。

以下の説明において便宜上用いられる用語を述べる。エンジン冷却ポンプＷＰＥに対する要求回転数は、「第一要求回転数ｎｗｐｅ」と記載される。パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰに対する要求回転数は、「第二要求回転数ｎｗｐｐ」と記載される。オイルポンプＯＰに対する要求回転数は、「第三要求回転数ｎｏｐ」と記載される。電動機３のモータ回転数は、「モータ回転数ｎｍ」と記載される。

図３のルーチンでは、まず、制御装置５０が、電動車両５の走行状態を取得する（ステップＳ１００）。例えば、車速および走行モードなどの情報が取得される。

次に、制御装置５０が、パワーコントロールユニットＰＣＵの温度および運転状態、ならびにパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰの冷却水に基づく温度Ｔｐを取得する（ステップＳ１０２）。

次に、制御装置５０が、第二要求回転数ｎｗｐｐを算出する（ステップＳ１０３）。第二要求回転数ｎｗｐｐは、ステップＳ１０２で取得された情報に基づいて算出される。第二要求回転数ｎｗｐｐは、例えばパワーコントロールユニットＰＣＵを予め定めた許容温度範囲に保つための必要冷却水流量を確保するための回転数である。

次に、制御装置５０は、トランスアクスルの温度およびに運転状態、ならびにオイルポンプＯＰの油温に基づく温度Ｔｆを取得する（ステップS１０４）。

次に、制御装置５０は、第三要求回転数ｎｏｐを算出する（ステップＳ１０５）。第三要求回転数ｎｏｐは、ステップＳ１０４で取得された情報に基づいて算出される。第三要求回転数ｎｏｐは、例えばトランスアクスルを予め定めた許容温度範囲に保つための必要オイル流量を確保するための回転数である。

次に、制御装置５０は、エンジン９０の温度および運転状態、ならびにエンジン冷却ポンプＷＰＥの冷却水に基づく温度Ｔｅを取得する（ステップＳ１０６）。

次に、制御装置５０は、第一要求回転数ｎｗｐｅを算出する（ステップＳ１０７）。第一要求回転数ｎｗｐｅは、ステップＳ１０６で取得された情報に基づいて算出される。第一要求回転数ｎｗｐｅは、例えばエンジン９０を予め定めた許容温度範囲に保つための必要冷却水流量を確保するための回転数である。

次に、制御装置５０は、ｎｗｐｅ＝０が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ｎｗｐｅ＝０が成立していればエンジン冷却ポンプＷＰＥの要求回転数がゼロである。つまり、この場合には、エンジン冷却ポンプＷＰＥは停止しても構わないということである。

ステップＳ１０８の判定結果が肯定（ＹＥＳ）であった場合には、制御装置５０は、差動機構６をオフとする（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０９の後、制御装置５０は、モータ回転数ｎｍを算出する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０では、モータ回転数ｎｍが、ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ）に基づいて算出される。ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ）は、ｎｗｐｐおよびｎｏｐという二つの要求回転数のうち最大の回転数をモータ回転数ｎｍとして算出するように予め作成された関数である。ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ）は、数式あるいはマップの形態で予め制御装置５０に記憶されている。

一方、ステップＳ１０８の判定結果が否定（ＮＯ）であった場合には、制御装置５０は、差動機構６をオンとする（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１１の後、制御装置５０は、モータ回転数ｎｍを算出する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２では、モータ回転数ｎｍが、ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ，ｎｗｐｅ）に基づいて算出される。ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ，ｎｗｐｅ）は、ｎｗｐｐ、ｎｏｐおよびｎｗｐｅという三つの要求回転数のうち最大の回転数をモータ回転数ｎｍとして算出するように予め作成された関数である。ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ，ｎｗｐｅ）は、数式あるいはマップの形態で予め制御装置５０に記憶されている。

ステップＳ１１０またはＳ１１２の処理が実行されると、続いて、制御装置５０は、算出したモータ回転数ｎｍとなるように電動機３の制御を行う（ステップＳ１１３）。その後、処理がリターンする。

以上の具体的処理によれば、三つのポンプの駆動要求を算出し、これに基づいて差動機構６のオンオフと電動機３のモータ回転数を制御することができる。これにより、各ポンプの冷却対象機器が過熱することを抑制しつつ、電動機３の駆動用消費電力が増加することを抑制することができる。

図４は、実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置１０２を示す構成図である。図４に示すように、この変形例では、電動機３がパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとエンジン冷却ポンプＷＰＥとの間に挟まれている。このように二つの冷却ポンプに電動機３を隣接させることで、電動機３をさらに効率よく冷却できるという利点がある。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかる車両用冷却装置２０２を示す構成図である。車両用冷却装置２０２は、実施の形態１にかかる車両用冷却装置２の差動機構６を、差動機構２０６に置換したものである。この点を除き、車両用冷却装置２０２は、車両用冷却装置２と同様の構成を備える。また、車両用冷却装置２０２は、車両用冷却装置２と同様に、電動車両５に搭載される。

差動機構２０６は、電動機３から伝達される回転動力を調節することにより、エンジン冷却ポンプＷＰＥの流量と、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰおよびオイルポンプＯＰの流量と、を相違させる。差動機構２０６は、エンジン冷却ポンプＷＰＥの駆動時における回転数（つまり回転速度）と電動機３の回転数（つまり回転速度）との関係を変更する。

具体的には、差動機構２０６は、電動機３とエンジン冷却ポンプＷＰＥとの間に介在する変速機である。変速機である差動機構２０６は、伝達機構３ａの回転速度と異なる回転速度に変速された回転動力をエンジン冷却ポンプＷＰＥに伝達することができる。変速機は各種公知の変速機を適用すればよいので、その具体的構造の説明は省略される。

伝達機構３ａの回転速度を変速した上でエンジン冷却ポンプＷＰＥに伝達することで、電動機３の回転動力をパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰおよびオイルポンプＯＰに伝えつつ、その一方で、エンジン冷却ポンプＷＰＥにはそれらのポンプとは異なる回転速度の駆動力を与えることができる。また、変速機である差動機構２０６は、各ポンプの冷却媒体流量をより精密且つ高自由度に制御することもできる。

実施の形態２にかかる差動機構２０６は、より具体的には、変速比ｒを最小値ｒｍｉｎと最大値ｒｍａｘとの間の任意の値に変更できるように構築されている。変速比ｒは、エンジン冷却ポンプＷＰＥの駆動時における回転数（つまり回転速度）を電動機３のモータ回転数で除算した比に対応している。最小値ｒｍｉｎは、０≦ｒｍｉｎ＜１の範囲内で予め設定されている。

図６は、実施の形態２にかかる車両用冷却装置２０２で実行される具体的制御を示すフローチャートである。図６は、実施の形態２において制御装置５０が実行する制御の一例である。

図６のルーチンでは、実施の形態１にかかる図３のフローチャートと同様に、まずステップＳ１００およびＳ１０２～Ｓ１０７の処理が実行される。

次に、制御装置５０は、下記の第一不等式（１）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
ｎｗｐｅ ≦ ｒｍｉｎ×ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ） ・・・（１）

ステップＳ２０７で上記第一不等式（１）が成立している場合には、制御装置５０は、差動機構２０６の変速比ｒをｒｍｉｎに設定する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０８の後、制御装置５０は、実施の形態１のステップＳ１１０の処理と同様に下記の式に従ってモータ回転数ｎｍを算出する（ステップＳ２０９）。
ｎｍ＝ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ）

一方、ステップＳ２０７で上記第一不等式（１）が不成立である場合には、制御装置５０は、下記の第二不等式（２）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
ｎｗｐｅ ≦ ｒｍａｎ×ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ） ・・・（２）

ステップＳ２１０で上記第二不等式（２）が成立している場合には、制御装置５０は、差動機構２０６の変速比ｒを下記の第一変速式（３）に従って算出する（ステップＳ２１１）。
ｒ＝ｎｗｐｅ／ｍａｘ（ｎｗｐｐ，ｎｏｐ） ・・・（３）

ステップＳ２０８の後、制御装置５０は、前述したステップＳ２０９におけるモータ回転数ｎｍの算出を実行する。

一方、ステップＳ２１０で上記第二不等式（２）が不成立である場合には、制御装置５０は、差動機構２０６の変速比ｒをｒｍａｘに設定する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１２の後、制御装置５０は、下記の式に従ってモータ回転数ｎｍを算出する（ステップＳ２１３）。
ｎｍ＝ｎｗｐｅ／ｒｍａｘ

ステップＳ２０９またはＳ２１３の処理が行われた後、制御装置５０は、現時点で設定された変速比ｒとなるように差動機構２０６を制御する（ステップＳ２１４）。

次に、制御装置５０は、現時点で算出されているモータ回転数ｎｍとなるように電動機３の制御を行う（ステップＳ２１５）。その後、処理がリターンする。

以上の具体的処理によれば、三つのポンプの駆動要求を算出し、これに基づいて差動機構２０６の変速比ｒと電動機３のモータ回転数を制御することができる。これにより、各ポンプの冷却対象機器が過熱することを抑制しつつ、電動機３の駆動用消費電力が増加することを抑制することができる。

図７は、実施の形態２の変形例にかかる車両用冷却装置２０３を示す構成図である。図７の変形例は、実施の形態１にかかる図４の変形例と同様に、電動機３がパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとエンジン冷却ポンプＷＰＥとの間に挟まれたものである。

なお、実施の形態１、２では、三つのポンプが電動機３に接続されている。しかしながら、三つではなく二つのポンプを駆動するように電動機３が構築されてもよい。電動機３が駆動する二つのポンプとして、エンジン冷却ポンプＷＰＥと、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰと、オイルポンプＯＰと、のうち任意の二つが選択されてもよい。

すなわち、図２、図４、図５および図７において、エンジン冷却ポンプＷＰＥと、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰと、オイルポンプＯＰとのうち任意の一つを省略しても良い。なお、省略されたポンプは他の電動機によって駆動すればよい。

具体的には、変形例として下記のような構成が提供されても良い。図８～図１３は、実施の形態１の変形例にかかる車両用冷却装置３０２～３０７を示す構成図である。

図８は、図２においてオイルポンプＯＰが省略されたものである。図９は、図２においてパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰが省略されたものである。図１０は、図２において、エンジン冷却ポンプＷＰＥを省略するとともに、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとオイルポンプＯＰとの間に差動機構６を設けたものである。

図１１は、図４においてオイルポンプＯＰが省略されたものである。図１２は、図４においてパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰが省略されたものである。図１３は、図４においてエンジン冷却ポンプＷＰＥを省略するとともに、パワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰと電動機３との間に差動機構６を設けたものである。

なお、図８～図１３に示した実施の形態１の変形例において、差動機構６が差動機構２０６に置換されてもよい。

以上の変形例においても、少なくとも二つのポンプを同一の電動機３で駆動できるので、電動機の数を省略できる利点がある。

なお、差動機構６、２０６の配置は、前述した実施の形態１、２およびその変形例に示した配置に限定されない。エンジン冷却ポンプＷＰＥとパワーコントロールユニット冷却ポンプＷＰＰとオイルポンプＯＰとから選択した任意の一つのポンプと、電動機３と、の間に介在させられてもよい。このようにすることで、任意のポンプ同士の間で流量に差をつけてもよい。

なお、実施の形態１、２およびその変形例においては、三つのポンプに対して１つの差動機構６または差動機構２０６が設けられている。しかしながら、三つのポンプのそれぞれの間に差動機構６または差動機構２０６を設けることで、合計二つ以上の差動機構が設けられても良い。これにより、三つのポンプの流量を独立して調整できるようにしてもよい。

２、１０２、２０２、２０３、３０２～３０７ 車両用冷却装置
３ 電動機
３ａ 伝達機構
４ ドライバ
５ 電動車両
６、２０６ 差動機構
１０ 高圧バッテリ
１２ 昇圧コンバータ
１４ インバータ
１５ 動力分割機構
１６ 駆動輪
２０ 補機バッテリ
３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０ 制御装置
６０ イグニッションキースイッチ
６２ ＥＶ優先スイッチ
６４，６６ ラジエーター
６８ 車速センサ
７１、７２ 冷却水通路
７３ オイル通路
９０ エンジン
ＥＣ エンジンルーム
ＥＣＵ バッテリ
ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ
ｎｍ モータ回転数
ｎｗｐｅ 第一要求回転数
ｎｗｐｐ 第二要求回転数
ｎｏｐ 第三要求回転数
ＰＣＵ パワーコントロールユニット
ｒ 変速比
ｒｍａｘ 変速比の最大値
ｒｍｉｎ 変速比の最小値
Ｔｅ エンジン温度
Ｔｆ トランスアクスル温度
Ｖ 車速信号
ＷＰＥ エンジン冷却ポンプ
ＷＰＰ パワーコントロールユニット冷却ポンプ
ＯＰ オイルポンプ
ＭＯＰ メカニカルオイルポンプ

Claims (5)

1. 電動機と、
   前記電動機の回転動力によってエンジン冷却水を流すように構築されたエンジン冷却ポンプと、
   前記電動機の回転動力によってパワーコントロールユニット用冷却液を流すように構築されたパワーコントロールユニット冷却ポンプと、
   前記電動機の回転動力によってトランスアクスル用オイルを流すように構築されたオイルポンプと、
   前記電動機からの回転動力の伝達を制御することにより、前記エンジン冷却ポンプの流量と、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプおよび前記オイルポンプの流量と、を相違させる差動機構と、
   を備える車両用冷却装置。
2. 前記電動機の隣に、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、前記オイルポンプ、および前記エンジン冷却ポンプがこの順番で並び、
   前記電動機に接続された伝達軸に、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、前記オイルポンプ、および前記エンジン冷却ポンプが接続され、
   前記差動機構が、前記オイルポンプと前記エンジン冷却ポンプとの間に配置され、
   前記差動機構がオフされることで、前記エンジン冷却ポンプが前記伝達軸から切り離されるように構築された請求項１に記載の車両用冷却装置。
3. 前記エンジン冷却ポンプ、前記電動機、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、および前記オイルポンプがこの順番で並び、
   前記電動機に接続された伝達軸に、前記エンジン冷却ポンプ、前記パワーコントロールユニット冷却ポンプ、および前記オイルポンプが接続され、
   前記差動機構が、前記エンジン冷却ポンプと前記電動機との間に配置され、
   前記差動機構がオフされることで、前記エンジン冷却ポンプが前記伝達軸から切り離されるように構築された請求項１に記載の車両用冷却装置。
4. 前記差動機構は、前記電動機と前記エンジン冷却ポンプとの間における回転動力の伝達をオンとオフとで切り替えるオンオフ機構を含む請求項１に記載の車両用冷却装置。
5. 前記差動機構は、前記電動機と前記エンジン冷却ポンプとの間に介在する変速機を含む請求項１に記載の車両用冷却装置。

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