JP6156186B2 - 冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、冷却システムに関する。

従来より、ハイブリッド車等の回転電機を備えた車両等において、回転に伴い高温化する回転電機および回転電機から出力された電流を制御するためのインバータを冷却液により冷却することが行われている。

例えば、特許文献１には、エンジンと回転電機とを備えたハイブリッド車であって、エンジンを冷却するための冷却機構と、回転電機を冷却するための冷却機構と、インバータを冷却するための冷却機構とを備え、各冷却機構にラジエータを設けるとともに、これらラジエータを、車両前端部に設けられたファンの後方に配置したものが開示されている。

特開２００７−２４５９４６号公報

前記特許文献１の装置では、各冷却機構に個別にラジエータが設けられており、部品点数が多くなるとともに、これらラジエータを車両前端部に配置するのに伴い、回転電機とラジエータとをつなぐ冷却通路およびインバータとラジエータとをつなぐ冷却通路をそれぞれ車両前方まで配索せねばならず、配管が複雑になるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で回転電機とインバータとを適正に冷却することのできる冷却システムの提供を目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、冷却システムであって、ステータおよび所定の軸回りに回転するロータを有する回転電機と、インバータと、エンジンと、前記エンジンと前記回転電機との間に介在してこれらエンジンと回転電機との接続状態を変更可能なクラッチと、前記クラッチを経由し且つ第１冷却液が流通する第１冷却通路を含み、当該第１冷却液を前記回転電機に供給して当該回転電機を冷却するとともに前記第１冷却液によって前記クラッチを冷却する回転電機冷却手段と、第２冷却液が流通する第２冷却通路を含み、当該第２冷却液を前記インバータに供給して当該インバータを冷却するインバータ冷却手段と、前記第１冷却通路と前記第２冷却通路との間に介在して、前記第１冷却液および前記第２冷却液が導入されるインバータ側熱交換器と、第３冷却液が流通する第３冷却通路を含み、当該第３冷却液を前記エンジンに供給して当該エンジンを冷却するエンジン冷却手段と、前記第１冷却通路と前記第３冷却通路との間に介在して前記第１冷却液および前記第３冷却液が導入されるとともに、これら各冷却液を熱交換させることで前記第３冷却液により前記第１冷却液を加熱するエンジン側熱交換器と、前記第１冷却液の導入先を、前記インバータ側熱交換器と前記エンジン側熱交換器との間で切り替える熱交換器切替手段とを備え、前記インバータ側熱交換器は、導入された前記第１冷却液と前記第２冷却液とを熱交換させて、前記第１冷却液を前記第２冷却液によって冷却させ、前記熱交換器切替手段は、前記第１冷却液の温度が予め設定された基準温度未満の場合は当該第１冷却液の導入先を前記エンジン側熱交換器にし、前記第１冷却液の温度が前記基準温度以上の場合は当該第１冷却液の導入先を前記インバータ側熱交換器にすることを特徴とする冷却システムを提供する（請求項１）。

この冷却システムによれば、回転電機を冷却するための第１冷却液ひいては回転電機が、インバータ側熱交換器においてインバータを冷却するための第２冷却液と熱交換されることで冷却されるため、これら冷却液を冷却するための装置を個別に設ける必要がなく、装置を簡素化することができる。すなわち、この冷却システムによれば、冷却液を冷却するための装置を、回転電機冷却手段と、インバータ冷却手段とで共用することができ、簡単な構成で回転電機とインバータとを適正に冷却することができる。

しかも、この構成では、回転電機冷却手段が回転電機に加えてクラッチをも冷却するため、装置を簡素化しつつ回転電機およびクラッチを適正に冷却することができる。

さらに、この構成では、第１冷却液の温度が予め設定された基準温度未満の場合は、第１冷却液の導入先がエンジン側熱交換器とされ、第１冷却液の温度が基準温度以上の場合は、第１冷却液の導入先がインバータ側熱交換器とされる。そのため、回転電機およびクラッチを適正に冷却しつつ、クラッチの適正な動作を確保することができる。具体的には、第１冷却液の温度が低くその粘度が高い場合には、この粘度の高い第１冷却液が供給されることでクラッチの動作が悪化するおそれがある。これに対して、前記のように、第１冷却液の温度が低い場合において、インバータよりも高温のエンジンを冷却する第３冷却液であって少なくともインバータを冷却する第２冷却液よりも高温の第３冷却液と第１冷却液とを熱交換させれば、第１冷却液の温度をより早期に高めて、クラッチの適正な動作を確保することができる。従って、この構成によれば、第２冷却液により第１冷却液を冷却することで回転電機等を適正に冷却しつつ、第３冷却液により第１冷却液を加熱することでクラッチの適正な動作を確保することができる。

前記構成において、変速機を備え、前記第１冷却通路は、前記第１冷却液により前記変速機が潤滑されるように当該変速機を経由しているのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、変速機の潤滑油と、回転電機およびクラッチの冷却液とを共用することができ、装置をより一層簡素化することができるとともにコスト面で有利となる。

また、本発明は、冷却システムであって、ステータおよび所定の軸回りに回転するロータを有する回転電機と、インバータと、エンジンと、前記エンジンと前記回転電機との間に介在して、これらエンジンと回転電機との接続状態を変更可能なクラッチと、変速機と、前記変速機に当該変速機を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、第１冷却液が流通する第１冷却通路を含み、当該第１冷却液を前記回転電機に供給して当該回転電機を冷却する回転電機冷却手段と、第２冷却液が流通する第２冷却通路を含み、当該第２冷却液を前記インバータに供給して当該インバータを冷却するインバータ冷却手段と、前記第１冷却通路と前記第２冷却通路との間に介在して、前記第１冷却液および前記第２冷却液が導入されるインバータ側熱交換器とを備え、前記インバータ側熱交換器は、導入された前記第１冷却液と前記第２冷却液とを熱交換させて、前記第１冷却液を前記第２冷却液によって冷却させ、前記潤滑油供給手段は、前記潤滑油を前記回転電機に供給することなく前記変速機と前記クラッチとの間で循環させて、前記潤滑油により前記クラッチを冷却することを特徴とする冷却システムを提供する（請求項３）。

このようにすれば、変速機の潤滑油と、クラッチを冷却するための冷却液とを共用することができ、これらを個別に設ける場合および潤滑油を変速機に供給する装置とクラッチに冷却液を供給する装置とを個別に設ける場合に比べて、装置を簡素化することができるとともにコスト面で有利となる。

前記回転電機は、内側に所定の空間が形成されたクラッチケースを備え、前記クラッチは、前記クラッチケース内に収容されているのが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、回転電機とクラッチとを含む装置全体を小型化することができる。

また、本発明において、前記第１冷却通路は、その途中において、前記ステータに向かうステータ側通路と、前記ロータに向かうロータ側通路とに分岐しており、前記回転電機冷却手段は、前記ステータ側通路内を流通する前記第１冷却液により前記ステータを冷却し、前記ロータ側通路内を流通する前記第１冷却液により前記ロータを冷却するのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、ステータとロータとを個別に効果的に冷却することができる。

前記構成において、前記回転電機は、前記ロータおよび前記ステータを内側に収容するハウジングを有し、前記ハウジングには、前記ステータと前記ロータの少なくとも一方を内側に収容する収容室が区画されており、前記収容室は、前記ステータ側通路と前記ロータ側通路の少なくとも一方と連通して、当該通路から流入した前記第１冷却液を内側に貯留しているのが好ましい（請求項６）。

このようにすれば、ロータあるいはステータを、収容室に貯留されている第１冷却液により常時冷却することができ、これらをより確実に低温に維持することができる。

また、前記構成において、前記回転電機冷却手段は、前記ステータ側通路に流入する第１冷却液の流入量と前記ロータ側通路に流入する第１冷却液の流入量との割合を変更可能な流量比変更手段を備えるのが好ましい（請求項７）。

このようにすれば、ロータおよびステータに第１冷却液をより適切な量供給することができ、これらを効果的に冷却することができる。

前記前記流量比変更手段は、前記ステータ側通路に流入する第１冷却液の流入量と前記ロータ側通路に流入する第１冷却液の流入量との割合を、前記ステータに付与されている熱的負荷と前記ロータに付与されている熱的負荷との割合に応じて変更するのが好ましい（請求項８）。

このようにすれば、ロータおよびステータをこれらの熱的負荷に応じてより適切に冷却することができる。

また、本発明において、前記回転電機冷却手段は、前記第１冷却通路内の前記第１冷却液の流量を変更可能な第１流量変更手段を備え、前記第１流量変更手段は、前記回転電機に付与されている熱的負荷に基づいて前記第１冷却液の流量を変更するのが好ましい（請求項９）。

このようにすれば、回転電機をその熱的負荷に応じてより適切に冷却することができる。

前記インバータ冷却手段は、前記第２冷却通路内の前記第２冷却液の流量を変更可能な第２流量変更手段を備え、前記第２流量変更手段は、前記回転電機に付与されている熱的負荷と前記第１冷却液の温度と前記第２冷却液の温度とに基づいて前記第２冷却液の流量を変更するのが好ましい（請求項１０）。

このようにすれば、第１冷却液および回転電機を冷却するために必要な第２冷却液の流量と、インバータを冷却するために必要な第２冷却液の流量とに基づいて、第２冷却液の流量が変更されるため、第１冷却液、回転電機およびインバータのすべてを第２冷却液により適正に冷却することができる。

前記構成において、前記回転電機に付与されている熱的負荷を推定する負荷推定手段を有し、前記負荷推定手段は、前記回転電機から出力される電流に基づいて前記ロータの熱的負荷を推定し、前記回転電機から出力される電流および前記ステータの温度に基づいて前記ステータの熱的負荷を推定し、前記ロータの熱的負荷と前記ステータの熱的負荷との合計負荷を前記回転電機に付与されている熱的負荷として推定するのが好ましい（請求項１１）。

このようにすれば、ロータの熱的負荷、ステータの熱的負荷および回転電機の熱的負荷をより精度よく推定することができる。

前記構成において、前記負荷推定手段は、前記回転電機で発生するｄ軸電流およびｑ軸電流と当該回転電機の回転数と前記第１冷却液の温度とに基づいて前記ロータに瞬間的に付与される熱的負荷であるロータ側瞬時負荷を設定し、当該ロータ側瞬時負荷の時間に対する移動平均値を算出してこの算出値を前記ロータに蓄積されている熱的負荷であるロータ側累積負荷として設定し、これらロータ側瞬時負荷とロータ側累積負荷との合計負荷をロータの負荷として推定するのが好ましい（請求項１２）。

このようにすれば、ロータ側瞬時負荷が精度よく推定されるとともに、このロータ側瞬時負荷に加えて、ロータに蓄積されている熱的負荷であるロータ側累積負荷が考慮された上でロータの熱的負荷が推定されるため、ロータの熱的負荷をより精度よく推定することができる。

また、前記構成において、前記負荷推定手段は、前記回転電機で発生する実効電流に基づいて前記ステータに瞬間的に付与されている熱的負荷であるステータ側瞬時負荷を設定し、前記ステータの温度に基づいて当該ステータに蓄積されている熱的負荷であるステータ側累積負荷を設定し、当該ステータ側瞬時負荷と前記ステータ側累積負荷との合計負荷を前記ステータの熱的負荷として推定するのが好ましい（請求項１３）。

このようにすれば、ステータ側瞬時負荷が精度よく推定されるとともに、このステータ側瞬時負荷に加えて、ステータに蓄積されている熱的負荷であるステータ側累積負荷が考慮された上でステータの熱的負荷が推定されるため、ステータの熱的負荷をより精度よく推定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で回転電機とインバータとを適正に冷却することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷却システムの概略システム図である。 図１に示す冷却システムにおけるモータの概略断面図を示す図である。 図１に示す冷却システムにおける制御ブロックを示す図である。 オイルポンプのポンプ圧の制御手順を説明するためのフローチャートである。 磁石負荷の算出手順を説明するためのフローチャートである。 コイル負荷の算出手順を説明するためのフローチャートである。 モータ負荷と目標油量との関係を示した図である。 ｄ軸電流値とｑ軸電流値と基本磁石負荷との関係を示す図である。 モータ回転数と第１補正値との関係を示すグラフである。 冷却油温と第２補正値との関係を示すグラフである。 実効電流値と瞬時コイル負荷との関係を示すグラフである。 コイル温度と累積オイル負荷との関係を示すグラフである。 モータ負荷と第１目標冷却水量との関係を示すグラフである。 冷却油温と第２目標冷却水量との関係を示すグラフである。 インバータ冷却水温と第３目標冷却水量との関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例を示す図である。 第１実施形態の他の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る冷却システムの概略システム図である。 本発明の第２実施形態に係る冷却システムの概略図である。 本発明の第３実施形態に係る冷却システムの概略図である。 本発明の第４実施形態に係る冷却システムの概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却システム１を備えた車両の概略システム図である。本発明の冷却システム１は、車両の駆動源として利用されるモータ（回転電機）１０およびエンジン２とを備えており、ハイブリッド車に搭載されている。冷却システム１は、さらに、モータ１０の出力電流を変換するためのインバータ４と、駆動力を車輪に伝達するための変速機３と、インバータ４を含む車両の各部を制御するためのコントローラであるＶＣＭ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ、負荷推定手段）５（図３参照）とを備えている。

冷却システム１は、モータ１０を冷却するためのモータ冷却機構（回転電機冷却手段）３０と、インバータ４を冷却するためのインバータ冷却機構（インバータ冷却手段）４０と、エンジン２を冷却するためのエンジン冷却機構（エンジン冷却手段）５０と、インバータ側熱交換器６１と、エンジン側熱交換器６２と、経路切替弁（熱交換器切替手段）６３とを備える。

インバータ冷却機構４０は、内側をインバータ冷却水（第２冷却液）が流通するインバータ冷却水通路（第２冷却通路）４１と、インバータ冷却水通路４１上に設けられたウォータポンプ（第２流量変更手段）４２とを備える。

インバータ冷却水通路４１は、閉じた経路であり、インバータ冷却水はこのインバータ冷却水通路４１内を循環する。インバータ冷却水通路４１は、インバータ４を経由しており、インバータ冷却水により冷却される。インバータ冷却水通路４１は、ラジエータ４３を経由しており、インバータ冷却水はこのラジエータ４３で放熱する。ラジエータ４３は、車両の前端部に設けられたファン４４の後方に配置されている。インバータ冷却水は、ファン４４からの送風によりラジエータ４３において効果的に放熱する。このように、インバータ冷却水ひいてはインバータ４は、ファン４４およびラジエータ４３による冷却により、低い温度に維持される。

ウォータポンプ４２は、インバータ冷却水を圧送するポンプである。ウォータポンプ４２のポンプ圧はＶＣＭ５からの信号に基づき変更される。このポンプ圧の変更に伴いインバータ冷却水の流量（流速、体積流量）は変更される。ウォータポンプ４２のポンプ圧変更手順すなわちウォータポンプ４２の制御手順については後述する。

エンジン冷却機構５０は、内側をエンジン冷却水（第３冷却水）が流通するエンジン冷却水通路（第３冷却通路）５１を備える。

エンジン冷却水通路５１は、閉じた経路であり、エンジン冷却水はこのエンジン冷却水通路５１内を循環する。エンジン冷却水通路５１は、エンジン２を経由しており、エンジン２はエンジン冷却水により冷却される。インバータ冷却水と同様に、エンジン冷却水通路５１上には、ファン４４の後方に配置されたラジエータ（不図示）が配置されており、エンジン冷却水は、ラジエータにより冷却される。

モータ冷却機構３０は、内側を冷却油（第１冷却液）が流通する冷却油通路（第１冷却通路）３１と、冷却油通路３１上に設けられたオイルポンプ（第１流量変更手段）３２とを備える。

冷却油通路３１は、閉じた経路であり、冷却油はこの冷却油通路３１内を循環する。冷却油通路３１は、モータ１０と変速機３とを経由しており、冷却油はモータ１０を冷却するとともに変速機３を潤滑する。このように、第１実施形態では、変速機３を潤滑する潤滑油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）がモータ１０を冷却する冷却液としても機能する。モータ１０の詳細構造については、後述する。

オイルポンプ３２は、冷却油を圧送するポンプである。オイルポンプ３２のポンプ圧はＶＣＭ５からの信号に基づき変更され、このポンプ圧の変更に伴い冷却油の流量（流速、体積流量）は変更される。オイルポンプ３２のポンプ圧変更手順すなわちオイルポンプ３２の制御手順については後述する。

インバータ側熱交換器６１は、モータ１０および変速機３に供給される冷却油と、インバータ冷却水とを熱交換させるためのものであり、冷却油通路３１とインバータ冷却水通路４１との間に介在している。インバータ側熱交換器６１は、間接式熱交換器であり、内側にインバータ冷却水通路４１からインバータ冷却水が導入されとともに冷却油通路３１から冷却油が導入され、これらを間接的に熱交換させた後、インバータ冷却水をインバータ冷却水通路４１に戻すとともに、冷却油を冷却油通路３１に戻す。

前述のように、インバータ冷却水は、ラジエータ４３によって低い温度に維持されている。そのため、冷却油は、このインバータ側熱交換器６１において低温のインバータ冷却水と熱交換されることで冷却される。このように、本冷却システム１では、冷却油通路３１内の冷却油は、インバータ４を冷却するためのインバータ冷却水によって冷却され、モータ１０にはこの冷却された冷却油が供給される。

エンジン側熱交換器６２は、モータ１０および変速機３に供給される冷却油と、エンジン冷却水とを熱交換させるためのものであり、冷却油通路３１とエンジン冷却水通路５１との間に介在している。エンジン側熱交換器６２は、間接式熱交換器であり、内側にエンジン冷却水通路５１からエンジン冷却水が導入されるとともに、冷却油通路３１から冷却油が導入され、これらを間接的に熱交換させた後、エンジン冷却水をエンジン冷却水通路５１に戻すとともに、冷却油を冷却油通路３１に戻す。

ここで、前述のように、エンジン冷却水は、インバータ冷却水と同様にラジエータにより冷却されるが、インバータ４に比べてエンジン２が高温であることから比較的高温に維持される。そのため、冷却油はエンジン側熱交換器６２によりエンジン冷却水と熱交換されると、加熱される。この第１実施形態では、冷却油を加熱したい場合にのみ、冷却油をエンジン側熱交換器６２に導入して高温のエンジン冷却水と熱交換させる。具体的には、この第１実施形態では、前述のように、冷却油が変速機３の潤滑油として機能する。そのため、冷間始動時等、冷却油の温度（以下、冷却油温という）が極低温であってその粘度が過剰に高い場合には、変速機３において冷却油が抵抗となり変速機３の適正な動作が阻害されるおそれがある。そこで、この第１実施形態では、このような場合には、冷却油をエンジン側熱交換器６２によりエンジン冷却水と熱交換させて加熱して、冷却油温を高めて冷却油の粘度を低下させ、これにより変速機３の適正な動作を実現する。

経路切替弁６３は、冷却油通路３１内の冷却油の導入先を、インバータ側熱交換器６１とエンジン側熱交換器６２との間で切り替えるためのものである。本第１実施形態では、冷却油通路３１は、インバータ側熱交換器６１およびエンジン側熱交換器６２よりも上流側の部分において、これらインバータ側熱交換器６１とエンジン側熱交換器６２とに向かう通路に分岐し、これら熱交換器６１、６２よりも下流側の部分において再び合流する。経路切替弁６３は、この分岐部に設けられており、冷却油通路３１内の冷却油の流通先を、インバータ側熱交換器６１に向かう通路とエンジン側熱交換器６２に向かう通路とに切り替える。

経路切替弁６３は、後述するように、ＶＣＭ５からの信号を受けて作動する。経路切替弁６３の制御手順すなわち冷却油を導入する熱交換器の切替手順については後述する。

図２を用いて、モータ１０周辺の詳細構造について説明する。なお、図２には、モータ１０の断面を示しているが、図を簡略化するため、断面を示す斜線の一部は省略している。

図２に示すように、モータ１０は、モータ側シャフト１１と、ロータ１２と、ステータ１３と、ハウジング１４と、内側にクラッチ１８が収容されたクラッチケース１５とを有する。

モータ側シャフト１１は、略円柱部材であり所定の軸周りに回転する。モータ側シャフト１１は、ハウジング１４に挿通されている。ハウジング１４には、さらに、エンジン側シャフト１９が挿通されている。エンジン側シャフト１９は、エンジン２に連結されておりエンジン２と一体に回転する。エンジン側シャフト１９は、略円柱部材でありモータ側シャフト１１と同軸上に配置されている。これらシャフト１１、１９とは、互いに軸方向に離間した状態で配置されている。以下、これらシャフト１１，１９の軸方向を単に軸方向といい、これらシャフト１１，１９の径方向を単に径方向という場合がある。

モータ側シャフト１１とエンジン側シャフト１９とは、クラッチ１８により、その連結状態が変更される。具体的には、クラッチ１８は、モータ側シャフト１１とエンジン側シャフト１９との連結状態を、これらシャフト１１，１９が係合して一体に回転する係合状態と、これらシャフト１１，１９の係合が解除されてこれらシャフト１１，１９間で回転力が伝達されない解除状態とに変更する。クラッチ１８は、既存のものが用いられればよく、その詳細構造の説明は省略するが、簡単に述べると、クラッチ１８は、モータ側シャフト１１と一体に回転するクラッチプレートと、エンジン側シャフト１９と一体に回転するクラッチディスクとを有し、これらクラッチプレートとクラッチディスクとがクラッチ室１５ｄ内に供給された油圧に応じて当接あるいは離間することで、モータ側シャフト１１とエンジン側シャフト１９との連結状態を変更する。

クラッチケース１５は、モータ側シャフト１１の外周面から径方向外側に延びている。具体的には、クラッチケース１５は、モータ側シャフト１１の外周面から径方向に延びる第１側壁１５ａと、第１側壁１５ａの径方向外側端からエンジン側シャフト１９側に向かって軸方向に延びる周壁１５ｂと、周壁１５ｂのエンジン側シャフト１９側の軸方向端部から径方向内側に延びる第２側壁１５ｃとを有する。第２側壁１５ｃは、エンジン側シャフト１９の外周面と対向している。クラッチ１８は、これらクラッチケース１５の側壁１５ａ、１５ｃと周壁１５ｂとエンジン側シャフト１９の外周面とで囲まれた空間１５ｄ内に収容されており、この空間がクラッチ１８を収容するクラッチ室１５ｄを構成している。クラッチケース１５は、モータ側シャフト１１の外周面にモータ側シャフト１１と一体に回転するよう連結されている。

ロータ１２は、その内側に磁石１２ａを有し、モータ側シャフト１１と一体に回転する。ロータ１２は、クラッチケース１５の径方向外側に配置されており、クラッチケース１５の外周面にクラッチケース１５およびモータ側シャフト１１と一体に回転可能に固定されている。この第１実施形態では、電磁鋼板が軸方向に積層されて、この積層された電磁鋼板に複数の磁石１２ａが埋め込まれることで、ロータ１２が形成されている。ロータ１２には、軸方向に延びてロータ１２を貫通する複数の磁石孔１２ｂが周方向に並んで形成されている。これら磁石孔１２ｂは、磁石１２ａよりも大きい孔である。各磁石１２ａは、磁石孔１２ｂの内周面と磁石１２ａの外周面との間にロータ１２を軸方向に貫通する通路１２ｃを形成しつつ、これら磁石孔１２ｂ内に挿入されている。

ステータ１３は、ステータコアに巻き線がなされたものである。ステータ１３は、ロータ１２の径方向外側にロータ１２とわずかな隙間をあけて配置されている。ステータ１３の軸方向両側端には、コイルエンド１３ａが形成されている。ステータ１３は、このコイルエンド１３ａがロータ１２よりも軸方向外側に突出するように形成、配置されている。

この第１実施形態では、以上のように構成されたロータ１２、ステータ１３、クラッチ１８の全てを冷却油通路３１が経由しており、冷却油によりこれらが一度に冷却される。

モータ１０内に形成された冷却油の通路について説明する。

モータ側シャフト１１には、モータ側シャフト１１の外側からモータ側シャフト１１の内側に冷却油が導入されるシャフト内通路２１が形成されている。シャフト内通路２１は、クラッチ室１５ｄと連通している。詳細には、シャフト内通路２１は、モータ側シャフト１１の外周面のうちハウジング１４の外側に位置する部分に設けられた開口部（不図示）から軸方向に延びて、モータ側シャフト１１のエンジン側シャフト側の軸方向端面に開口しており、この開口部とクラッチ室１５ｄとが連通している。オイルポンプ３２により圧送された冷却油は、インバータ側熱交換器６１あるいはエンジン側熱交換器６２を通過後、モータ側シャフト１１を通じてクラッチ室１５ｄに導入される。

クラッチケース１５の第１側壁１５ａには、クラッチ室１５ｄ内とクラッチケース１５の外側とを連通するクラッチケース貫通路２２が形成されている。クラッチケース貫通路２２は、第１側壁１５ａの内側面の径方向外側端部に開口するとともに、第１側壁１５ａの外周面に開口しており、クラッチ室１５ｄに導入された冷却油は、クラッチ１８を冷却した後、このクラッチケース貫通路２２を通じて、クラッチ室１５ｄ内から第１側壁１５ａの径方向外側およびクラッチケース１５の径方向外側に導出される。

第１側壁１５ａの外周面に形成されたクラッチケース貫通路２２の開口２２ａは、クラッチケース１５の外周面のうち、ロータ１２よりも軸方向外側であってステータ１３のコイルエンド１３ａと対向する位置に形成されている。すなわち、クラッチケース１５は、ロータ１２よりも軸方向外側に突出しており、クラッチケース貫通路２２は、この突出した部分であってコイルエンド１３ａと対向する位置に開口している。従って、クラッチケース貫通路２２を通じてクラッチケース１５の径方向外側に導出された冷却油は、クラッチケース１５の径方向外側に配置されたロータ１２およびステータ１３、特に、ステータ１３のコイルエンド１３ａに向かって飛散し、これらを冷却する。ロータ１２およびステータ１３を冷却した冷却油は、ハウジング１４に設けられた排出口１４ａからハウジング１４の外側に排出される。

このように、この第１実施形態では、シャフト内通路２１、クラッチ室１５ｄ、クラッチケース貫通路２２、ハウジング１４とクラッチケース１５との間の空間が、冷却油が流通する冷却油通路３１の一部を構成し、この経路をたどることで、冷却油は、クラッチ１８、ロータ１２、ステータ１３を冷却していく。クラッチ１８等を冷却し排出口１４ａからハウジング１４の外側に排出された冷却油は、冷却油通路３１のうちモータ１０よりも下流側の部分に導入される。

ここで、クラッチ１８では、各シャフト１１，１２連結状態を切り替える際の過渡時等において、クラッチプレートとクラッチディスクとが滑ることに伴い摩擦熱が生じる。そのため、前記のように、ロータ１２およびステータ１３とともにクラッチ１８を冷却すれば、この摩擦熱による悪影響を抑制することができる。一方、冷却油温が極低温であってその粘度が過剰に高い場合には、クラッチ室１５ｄ内に導入されてクラッチプレートとクラッチディスクとの間に入り込んだ冷却油が抵抗となり、クラッチプレートとクラッチディスクとが適正に離間せずモータ側シャフト１１とエンジン側シャフト１９との連結が適正に解除されないおそれがある。これに対して、前記のように、この第１実施形態では、冷却油温が極低温であってその粘度が過剰に高い場合には、冷却油がエンジン側熱交換器６２においてエンジン冷却水との熱交換により加熱される。そのため、通常時においてクラッチ１８を適正に冷却しつつ、冷間始動時等においてクラッチ１８の適正な動作を確保することができる。換言すれば、この第１実施形態では、変速機３に加えてクラッチ１８の適正な動作を確保するべく、冷却油温が極低温であってその粘度が過剰に高い場合には、冷却油をエンジン側熱交換器６２に導入してエンジン冷却水と熱交換させ、これにより加熱する。

経路切替弁６３、オイルポンプ３２、ウォータポンプ４２の制御手順について次に説明する。前述のように、これら装置は、ＶＣＭ５によって制御される。ＶＣＭ５は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。

ＶＣＭ５には、図３に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ５の検出信号が入力される。

モータ回転数センサＳＷ１は、モータ１０の回転数を検出するセンサであり、モータ側シャフト１１付近に設けられている。コイル温度センサＳＷ２は、ステータ１３の温度すなわちコイル温度を検出するセンサであり、ステータ１３に取付けられている。冷却油温センサＳＷ３は、冷却油温を検出するセンサであり、冷却油通路３１に取付けられている。インバータ冷却水温センサＳＷ４は、インバータ冷却水の温度（以下インバータ冷却水温という）を検出するセンサであり、インバータ冷却水通路４１に取付けられている。電流センサＳＷ５は、モータ１０から出力される電流値を検出するためのセンサであり、インバータ４に取付けられている。

ＶＣＭ５は、各センサＳＷ１〜５の検出信号に基づいて各種演算を行い、経路切替弁６３、オイルポンプ３２、ウォータポンプ４２にそれぞれ信号を出力し、これらを制御する。

（１）経路切替弁６３の制御手順
ＶＣＭ５は、冷却油温センサＳＷ３の検出値に基づいて、経路切替弁６３を制御する。この第１実施形態では、ＶＣＭ５は、冷却油温センサＳＷ３で検出された冷却油温が予め設定された基準油温（基準温度）以上かどうかを判定する。そして、ＶＣＭ５は、冷却油温センサＳＷ３で検出された冷却油温が基準油温以上の場合は、冷却油の導入先がインバータ側熱交換器６１となるように、冷却油温センサＳＷ３で検出された冷却油温が基準油温よりも低い場合は、冷却油の導入先がエンジン側熱交換器６２となるように、経路切替弁６３を制御する。この基準油温は、例えば、２０度に設定されている。このようにして、経路切替弁６３の動作により、冷却油温が基準油温以上の場合は、冷却油は、インバータ側熱交換器６１に導入されて、インバータ側熱交換器６１においてインバータ冷却水により冷却される一方、冷却油温が基準油温未満の場合は、冷却油は、エンジン側熱交換器６２に導入されて、エンジン側熱交換器６２においてエンジン冷却水により加熱される。

（２）オイルポンプ３２の制御手順
オイルポンプ３２の制御手順について、図４、５、６のフローチャート等を用いて説明する。

図４に示すように、ＶＣＭ５は、ステップＳ１において、ロータ１２に付与されている熱的負荷であって、ロータ１２をどれくらい冷却すべきかを表す量、すなわち、ロータ１２に供給すべき冷却流量と対応する磁石負荷Ｌ１を算出（推定）するとともに、ステップＳ２において、ステータ１３に付与されている熱的負荷であって、ステータ１３をどれくらい冷却すべきかを表す量、すなわち、ステータ１３に供給すべき冷却流量と対応するコイル負荷Ｌ２を算出（推定）する。次に、ＶＣＭ５は、ステップＳ３において、これら負荷に基づいて、モータ１０全体に付与されている熱的負荷であって、モータ１０をどれくらい冷却すべきかを表す量、すなわち、モータ１０に供給すべき冷却流量と対応するモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍを算出（推定）する。本第１実施形態では、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍは、ＬＯＡＤ＿Ｍ＝Ｌ１＋Ｌ２の式で算出される。すなわち、磁石負荷Ｌ１とコイル負荷Ｌ２との合計負荷がモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍとして算出される。このように、これら負荷の詳細な算出手順については後述する。

ＶＣＭ５は、ステップＳ３で算出されたモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍに基づき冷却油流量の目標値である目標油量ＯＩＬ＿Ｖを決定する。目標油量ＯＩＬ＿Ｖは、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍが大きいほど多く決定される。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設これら負荷の詳細な算出手順については後述する。定されたモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍと目標油量ＯＩＬ＿Ｖとの関係がマップで記憶されており、ＶＣＭ５は、このマップからステップＳ３で算出されたモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍに対応する目標油量ＯＩＬ＿Ｖを抽出する。このマップは、例えば、図７に示すように、目標油量ＯＩＬ＿Ｖとモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍとが比例するように設定されている。

ステップＳ４において目標油量ＯＩＬ＿Ｖが決定されると、ＶＣＭ５は、この目標油量ＯＩＬ＿Ｖに応じてオイルポンプ３２のポンプ圧を変更する（ステップＳ５）。具体的には、目標油量ＯＩＬ＿Ｖが大きいほどオイルポンプ３２のポンプ圧は増大される。

このように、この第１実施形態では、モータ１０に付与されている熱的負荷であるモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍが推定され、このモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍが大きくなるほど冷却油の流量が増大される。これにより、モータ１０は、その熱的負荷に応じて効果的に冷却される。

前記モータ１０に係る負荷の詳細な算出手順について説明する。

前述のように、磁石負荷Ｌ１、コイル負荷Ｌ２、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍは、ロータ１２、ステータ１３、モータ１０に供給すべき冷却油の流量を求めるための値であり、この第１実施形態では、これら負荷を冷却油の流量に対して標準化した値で算出する。具体的には、磁石負荷Ｌ１，コイル負荷Ｌ２をそれぞれ０と１０の間の値で算出し、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍを０と２０の間の値で算出する。

ここで、本願発明者らは、ロータ１２に付与されている熱的負荷である磁石負荷Ｌ１が、瞬間的にロータ１２に加えられた過渡的な熱的負荷と、ロータ１２に蓄積されている熱的負荷とにより決定されることに着目した。同様に、本願発明者らは、ステータ１３に付与されている熱的負荷であるコイル負荷Ｌ２が、瞬間的にステータ１３に付与された過渡的な熱的負荷と、ステータ１３に蓄積されている熱的負荷とにより決定されることに着目した。

また、ロータ１２は回転体であるため、熱的負荷を表す一つの指標である温度を直接検出することは困難である。これに対して、本願発明者らは、ロータ１２の温度と、モータ１０のｄ軸電流値、ｑ軸電流値、モータ１０の回転数および冷却油温との相関が高いことに着目した。

さらに、本願発明者らは、瞬間的にステータ１３に付与された熱的負荷が、モータ１０の実効電流値と相関が高いこと、および、ステータ１３に蓄積されている熱的負荷がステータ１３の温度と相関が高いことに着目した。

そして、これらの着目点に基づき、モータ１０に係る負荷を次のように算出（推定）した。

ステップＳ１の磁石負荷Ｌ１算出の詳細手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。

ＶＣＭ５は、まず、ステップＳ１１にて、電流センサＳＷ５で検出されたモータ１０のｄ軸電流値およびｑ軸電流値と、モータ回転数センサＳＷ１で検出されたモータ１０の回転数と、冷却油温センサＳＷ３で検出された冷却油温とを取得する。

ＶＣＭ５は、次に、ステップＳ１２にて、取得したｄ軸電流値およびｑ軸電流値に基づき、基本磁石負荷Ｑｍを算出（推定）する。基本磁石負荷Ｑｍは、０以上５以下範囲でｄ軸電流値およびｑ軸電流値が大きいほど大きい値とされる。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設定されたこれらｄ軸電流値およびｑ軸電流値に対する基本磁石負荷Ｑｍのマップが記憶されており、ＶＣＭ５はこのマップから各電流値に応じた基本磁石負荷Ｑｍを抽出する。このマップは、図８に示すように、ｄ軸電流値とｑ軸電流値とに対して基本磁石負荷Ｑｍが段階的に増大するよう設定されている。

ステップＳ１２の後に進むステップＳ１３では、ＶＣＭ５は、取得したモータ１０の回転数（モータ回転数）に基づき、第１補正値Ｋ＿ＲＰＭを算出する。第１補正値ＲＰＭは、０以上１以下の範囲において、モータ回転数が高いほど大きい値とされる。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設定されたモータ回転数に対する第１補正値Ｋ＿ＲＰＭのマップが記憶されており、ＶＣＭ５はこのマップからモータ回転数に応じた第１補正値Ｋ＿ＲＰＭを抽出する。このマップは、図９に示すように、第１補正値Ｋ＿ＲＰＭの増加割合がモータ回転数が大きくなるほど大きくなるように設定されている。

ステップＳ１３の後に進むステップＳ１４では、ＶＣＭ５は、取得した冷却油温に基づき、第２補正値Ｋ＿ＯＩＬを算出する。第２補正値Ｋ＿ＯＩＬは、０以上１以下の範囲において、冷却油温が所定温度以上で０より大きい値となり、この所定温度以上において冷却油温が高いほど大きい値となるように設定される。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設定された冷却油温に対する第２補正値Ｋ＿ＯＩＬのマップが記憶されており、ＶＣＭ５は、このマップから冷却油温に応じた第２補正値Ｋ＿ＯＩＬを抽出する。このマップは、図１０に示すように、冷却油温が所定温度Ｔ＿ＯＩＬ１以上の条件下において、第２補正値Ｋ＿ＯＩＬが、冷却油温に対して線形的に増大するように設定されている。

ステップＳ１４の後に進むステップＳ１５では、ＶＣＭ５は、ステップＳ１２で算出した基本磁石負荷ＱｍをステップＳ１３、Ｓ１４で算出した第１補正値Ｋ＿ＲＰＭ，Ｋ＿ＯＩＬで補正し、この補正後の値をロータ１２に瞬間的に付与された負荷である瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍとして算出（推定）する。具体的には、ＶＣＭ５は、瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿ＭをＲｉｓｅ＿Ｍ＝Ｑｍ×Ｋ＿ＲＰＭ×Ｋ＿ＯＩＬの式で算出する。

これにより、瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍは、０以上５以下の範囲の値であって、冷却油温が所定温度Ｔ＿ＯＩＬ１より低い場合には０となり、冷却油温が所定温度Ｔ＿ＯＩＬ１以上の条件下では、ｄ軸電流値、ｑ軸電流値、モータ回転数、冷却油温の各値が大きいほど大きくなる値として算出される。

ステップＳ１５の後に進むステップＳ１６では、ＶＣＭ５は、ステップＳ１５で算出した瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍを所定時間にわたって移動平均して、この平均値をロータ１２に蓄積している熱的負荷である累積磁石負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｍとして算出（推定）する。

ステップＳ１６の後に進むステップＳ１７では、ＶＣＭ５は、ステップＳ１５で算出された瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿ＭとステップＳ１７で算出された累積磁石負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｍとの合計値をロータ１２に付与されている全負荷である磁石負荷Ｌ１として算出（推定）する。すなわち、磁石負荷Ｌ１は、Ｌ１＝Ｒｉｓｅ＿Ｍ＋Ｔｏｔａｌ＿Ｍで算出される。

このように、この第１実施形態では、ロータ１２に瞬間的に付与された負荷である瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍを、ロータ１２に付与されている熱的負荷と相関の高い、ｄ軸電流値、ｑ軸電流値、モータ回転数、冷却油温に基づいて算出しているため、瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍを精度よく算出することができる。また、瞬時磁石負荷Ｒｉｓｅ＿Ｍを移動平均してロータ１２に蓄積されている熱的負荷である累積磁石負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｍを算出し、これらの合計値を磁石負荷Ｌ１として算出して、ロータ１２に瞬間的に付与されている熱的負荷とロータ１２に蓄積されている熱的負荷とを考慮してロータ１２の熱的負荷Ｌ１を算出しているため、ロータ１２の熱的負荷Ｌ１を適正に算出することができる。

ステップＳ２における磁石負荷Ｌ１の算出手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。

ＶＣＭ５は、まず、ステップＳ２１にて、電流センサＳＷ５で検出されたモータ１０の実効電流値を取得するとともに、コイル温度センサＳＷ２で検出されたコイル温度すなわちステータ１３の温度を取得する。

ＶＣＭ５は、次に、ステップＳ２２にて、取得した実効電流値に基づき、ステータ１３に瞬間的に付与された負荷である瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃを算出（推定）する。このとき、ＶＣＭ５は、瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃを０以上５以下の値として算出する。瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃは、実効電流が大きいほど大きい値とされる。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設定された実効電流値と瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃのマップが記憶されており、ＶＣＭ５は、このマップから実効電流値に応じた瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃを抽出する。このマップは、図１１に示すように、瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃの増加割合が実効電流値が大きくなるほど大きくなるように設定されている。

ステップＳ２２の後に進むステップＳ２３では、ＶＣＭ５は、取得したコイル温度に基づき、ステータ１３に蓄積している負荷である累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃを算出（推定）する。このとき、ＶＣＭ５は、累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃを０以上５以下の値として算出する。累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃは、コイル温度が所定温度Ｔ＿ＯＩＬ２以上で０より大きい値となり、この所定温度Ｔ＿ＯＩＬ２以上においてコイル温度が高いほど大きい値とされる。具体的には、ＶＣＭ５には、予め設定されたコイル温度と累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃのマップが記憶されており、ＶＣＭ５は、このマップからコイル温度に応じた累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃを抽出する。このマップは、図１２に示すように、コイル温が所定温度Ｔ＿ＯＩＬ２以上の条件下において、累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃが、コイル温度に対して線形的に増大するように設定されている。

ステップＳ２３の後に進むステップＳ２４では、ＶＣＭ５は、ステップＳ２２で算出された瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿ＣとステップＳ２３で算出された累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃとの合計値をステータ１３に付与されている熱的負荷であるコイル負荷Ｌ２として算出（推定）する。すなわち、コイル負荷Ｌ２はＬ２＝Ｒｉｓｅ＿Ｃ＋Ｔｏｔａｌ＿Ｃで算出される。

このように、この第１実施形態では、ステータ１３に瞬間的に付与された熱的負荷である瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃを、これと相関の高いモータ１０の実効電流値に基づいて算出するとともに、ステータ１３に蓄積されている熱的負荷である累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃを、これと相関の高いステータ１３の温度であるコイル温度に基づいて算出しているため、これら瞬時コイル負荷Ｒｉｓｅ＿Ｃおよび累積コイル負荷Ｔｏｔａｌ＿Ｃを精度よく算出することができる。また、これら負荷の合計値をコイル負荷として算出して、ステータ１３に瞬間的に付与されている熱的負荷とステータ１３に蓄積されている熱的負荷とを考慮してステータ１３の熱的負荷Ｌ２を算出しているため、ステータ１３の熱的負荷を適正に算出することができる。

（３）ウォータポンプ４２の制御手順
ＶＣＭ５は、前記オイルポンプ３２のポンプ圧を決定する際に算出したモータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍ、冷却油温、インバータ冷却水温に基づいて、インバータ冷却水の流量の目標値である目標冷却水量を決定し、この目標冷却水量に応じてウォータポンプ４２のポンプ圧を変更する。

具体的には、ＶＣＭ５は、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍに基づいて第１目標冷却水量を決定し、冷却油温に基づいて第２目標冷却水量を決定し、インバータ冷却水温に基づいて第３目標冷却水量を決定する。そして、ＶＣＭ５は、これら第１〜第３目標冷却水量のうち最も大きい値を最終的な目標冷却水量に決定する。

第１〜第３目標冷却水量は、それぞれ、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍ、冷却油温、インバータ冷却水温が大きいほど大きい値に設定されている。具体的には、図１３〜図１５に示すように、第１〜第３目標冷却水量は、それぞれ、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍ、冷却油温、インバータ冷却水温と比例する値に設定されている。

このように、この第１実施形態では、モータ負荷ＬＯＡＤ＿Ｍ、冷却油温、インバータ冷却水温からそれぞれ求められるインバータ冷却水の必要流量のうち最大流量が、目標冷却水量に決定されるため、モータ１０およびインバータ４をより確実に適正な状態に冷却することができる。

以上のように、本第１実施形態に係る冷却システム１では、モータ１０を冷却する冷却油が、インバータ４を冷却するインバータ冷却水との熱交換により冷却される。そのため、冷却油を冷却するためのラジエータを省略することができ、部品点数の削減および装置を簡素化することができる。また、冷却油が流通する冷却油通路３１を、車両前端部に設けられたファンの後方に配置されるラジエータまで配索する必要がなく、これによっても装置を簡素化することができる。

また、この冷却システム１では、冷却油によってモータ１０に加えてクラッチ１８が冷却されており、簡単な構成でモータ１０とクラッチ１８とを同時に冷却することができる。特に、クラッチ１８がモータ１０に設けられたクラッチケース内に収容されているため、モータ１０とクラッチ１８とを冷却するための通路を簡素化することができる。

また、この冷却システム１では、変速機３が冷却油通路３１上に配置されておりモータ１０を冷却する冷却油が変速機３に潤滑油として供給されており、モータ１０を冷却するための冷却油と、変速機３の潤滑油とを共用することができ、コスト面で有利となる。

特に、冷却油温が基準油温未満の場合には、冷却油の導入先がインバータ側熱交換器６１ではなくエンジン側熱交換器６２とされるため、通常時において冷却油を適正に冷却することができるとともに、冷間始動時等の冷却油温が極低温の場合において冷却油をエンジン冷却水により加熱して潤滑油としての冷却油の粘度を低下させて変速機３の適正な動作を確保することができるとともに、クラッチの適正な動作を確保することができる。

ここで、前記第１実施形態では、冷却油通路３１を、インバータ側熱交換器６１およびエンジン側熱交換器６２よりも上流側の部分において、これらインバータ側熱交換器６１とエンジン側熱交換器６２とに向かう通路に分岐し、これら熱交換器６１、６２よりも下流側の部分において再び合流するよう構成し、この分岐部に経路切替弁６３を設ける場合について説明したが、冷却油通路３１内の冷却油の導入先を、インバータ側熱交換器６１とエンジン側熱交換器６２とで切り替える構成はこれに限らない。例えば、図１６に示すように、冷却油通路３１に、インバータ側熱交換器６１をバイパスするバイパス通路１６１、エンジン側熱交換器６２をバイパスするバイパス通路１６２を設けるとともに、各バイパス通路１６１、１６２が分岐する分岐部に、それぞれ、分岐部よりも上流側部分の接続先を熱交換器側とバイパス通路１６１、１６２側とに切替可能な切替弁１６３ａ、１６３ｂを設け、これら切替弁１６３ａ、１６３ｂにより、冷却油通路３１内の冷却油の導入先を、インバータ側熱交換器６１とエンジン側熱交換器６２とで切り替えるようにしてもよい。

また、前記第１実施形態に対して冷却油を変速機３に供給する構成を省略してもよい。また、モータ１０を冷却する冷却油とエンジン２を冷却するためのエンジン冷却水とを熱交換させる構成を省略してもよい。例えば、図２において、変速機３、エンジン側熱交換器６２、経路切替弁６３を冷却油通路３１から除外して、図１７に示すような構成にしてもよい。

ただし、前述のように、冷却油通路３１上にクラッチ１８を配置した場合において、モータ１０およびクラッチ１８を冷却する冷却油とエンジン２を冷却するためのエンジン冷却水とを熱交換させる構成を設ければ、クラッチ１８とモータ１０とを適正に冷却しつつ、クラッチの適正な動作を確保することができる。

また、前述のように、変速機３を冷却油通路３１上に配置してモータ１０を冷却する冷却油を変速機３に潤滑油として供給すれば、モータ１０を冷却するための冷却油と、変速機３の潤滑油とを共用することができ、コスト面で有利となる。

また、前記第１実施形態では、クラッチ１８がモータ１０とともに冷却油によって冷却される場合について説明したが、クラッチ１８とは別にモータ１０を冷却してもよい。この場合において、クラッチ１８に変速機３の潤滑油（ＡＴＦ）を供給してもよい。また、前記第１実施形態では、ロータ１２を冷却した後の冷却油でステータ１３を冷却する場合について説明したが、ロータ１２とステータ１３とに個別に冷却油を供給してもよい。このように構成した場合の実施形態（第２実施形態）について、図１８および図１９を用いて、次に説明する。第１実施形態と同様の部材については同じ符号を付している。また、第１実施と同様の部材についての説明は省略する。

この第２実施形態に係る冷却システム２０１では、第１実施形態と異なり冷却油通路３１が変速機３を経由していない。また、この冷却システム２０１では、第１実施形態と異なりエンジン側熱交換器６２が設けられておらずエンジン冷却水と冷却油通路３１内の冷却油との熱交換は行われない。

一方、この冷却システム２０１では、変速機３を潤滑するための潤滑油を変速機３に加えてクラッチ１８に供給する潤滑油供給機構（潤滑油供給手段）２８０が設けられている。

潤滑油供給機構２８０は、内側を潤滑油が通過する潤滑油通路２８１を有する。潤滑油通路２８１は、変速機３とクラッチ１８とを経由する閉じた系である。潤滑油は変速機３とクラッチ１８とを潤滑しながらこの潤滑油通路２８１を循環する。

また、この第２実施形態に係る冷却システム２０１では、冷却油通路３１がモータ２１０の上流側で２つに分岐し、各通路上にそれぞれ個別にステータ１３、ロータ１２が配設されている。

この第２実施形態に係るモータ２１０の詳細構造について説明する。

この第２実施形態に係るモータ２１０では、クラッチケース１５の径方向外側に、ロータ１２の軸方向端面を軸方向外側から覆うエンドプレート２１２ａ、２１２ｂが設けられている。エンドプレート２１２ａ、２１２ｂは、ロータ１２の軸方向端面をその全周にわたって覆っているとともに、ロータ１２の軸方向端面との間に所定の空間が形成されるようにロータ１２の軸方向端面を覆っている。

モータ側シャフト１１には、前記第１実施形態で説明したクラッチ室１５ｄとモータ側シャフト１１の外側とを連通するシャフト内通路２１に加えて、モータ側シャフト１１の外側と、エンドプレート２１２ａとこのエンドプレート２１２ａが覆うロータ１２の軸方向一方側端面との間の空間とを連通するロータ用冷却油通路２１５ｂが形成されている。このロータ用冷却油通路２１５ｂは、モータ側シャフト１１の外側から内側に延びて、その後、エンジン側シャフト１９に向かって軸方向に延びた後、径方向に延び、第１側壁１５ａ内を通って、エンドプレート２１２ａとロータ１２の軸方向一方側端面との間に開口している。

エンジン側シャフト１９の内側には、冷却油をハウジング１４の外側に排出するためのエンジン側シャフト内通路２１９ａが形成されている。第２側壁１５ｃには、第２側壁１５ｃの外側に配置されたエンドプレート２１２ｂとこのエンドプレート２１２ｂが覆うロータの軸方向他方側端面との間の空間と、エンジン側シャフト内通路２１９ａとを連通するクラッチケース内排出通路２１５ｅが形成されている。

ロータ１２とステータ１３との間には、これらを隔離して、ハウジング１４の内側にステータ１３を収容するステータ室（収容室）２１３ａを区画する隔離壁２１３ｂが設けられている。ハウジング１４の外周壁２１４ａには、ステータ室２１３ａとハウジング１４の外側とを連通するステータ室導入口２１４ｂおよびステータ室導出口２１４ｃとが形成されている。これらステータ室導入口２１４ｂとステータ室導出口２１４ｃとは、軸方向および周方向においてほぼ反対となる位置に形成されている。

冷却油通路３１は、モータ２１０よりも上流側の部分に設けられた分岐部２３１ａにおいて、２つの通路（ステータ側通路２３１ｂ、ロータ側通路２３１ｃ）に分岐しており、各通路２３１ｂ、２３１ｃは、それぞれ、ステータ１３とロータ１２とに向かっている。具体的には、ロータ側通路２３１ｃは、モータ側シャフト１１内に形成されてエンドプレート２１２ａとロータ１２の軸方向端面との間の空間と連通するロータ用冷却油通路２１５ｂに接続されている。一方、ステータ側通路２３１ｂは、ステータ室２１３ａに連通するステータ室導入口２１４ｂに接続されている。

この第２実施形態においても、クラッチケース１５の第１側壁１５ａには、この第１側壁１５ａを貫通してクラッチ室１５ｄの内外を連通するクラッチケース貫通路２２２が形成されている。ただし、この第２実施形態では、クラッチケース貫通路２２２は、クラッチケース１５の外周面ではなく、クラッチケース１５の外側面に開口している。

また、この第２実施形態では、ハウジング１４のうち隔離壁２１３ｂよりも内側の空間とハウジング１４の外側とを連通する潤滑油排出通路２１４ｄが設けられている。

そして、この第２実施形態では、クラッチ室１５ｄと連通するシャフト内通路２１には、冷却油ではなく、変速機３を潤滑した後の潤滑油が導入される。

このように構成された第２実施形態に係る冷却システム２０１では、潤滑油通路２８１内の潤滑油であって変速機３から導出された潤滑油がシャフト内通路２１を通ってクラッチ室１５ｄに導入される。クラッチ室１５ｄ内に導入された潤滑油はクラッチ１８を冷却した後、ロータ１２およびステータ１３側に向かうことなく、クラッチケース貫通路２２２を経てクラッチケース１５の外側に排出される。その後、潤滑油は、潤滑油排出通路２１４ｄを通って、モータ２１０の外側に排出され、再び変速機３に導入される。このように、この第２実施形態では、シャフト内通路２１、クラッチケース貫通路２２２、クラッチケース１５とハウジング１４との間の空間、および、潤滑油排出通路２１４ｄが、潤滑油が流通する潤滑油通路２８１の一部として機能する。

また、この冷却システム２０１では、冷却油通路３１の一部の冷却油は、ステータ室導入口２１４ｂからステータ室２１３ａ内に導入され、ステータ１３を冷却した後、ステータ室導出口２１４ｃからモータ２１０の外部に排出される。ここで、ステータ室２１３ａ内には冷却油が貯留されており、ステータ１３は、この貯留されている冷却油により常時冷却される。

一方、冷却油通路３１の残りの冷却油は、ロータ用冷却油通路２１５ｂを経てエンドプレート２１２ａとロータ１２の軸方向一方側端面との間の空間に導出される。そして、この空間に導出された冷却油は、磁石１２ａおよびロータ１２を冷却しつつ、ロータ１２に形成された磁石孔１２ｂ内、詳細には、磁石孔１２ｂの内周面と磁石１２ａの外周面との間に形成された通路１２ｃを通って、ロータ１２の軸方向他方側端面とエンドプレート２１２ｂとの間の空間に導出され、クラッチケース内排出通路２１５ｅを通ってエンジン側シャフト内通路２１９ａを経てモータ２１０の外側に排出される。ステータ室導出口２１４ｃ、および、エンジン側シャフト内通路２１９ａを経てモータ２１０の外側に排出された各冷却油は、モータ２１０の外側において合流して変速機３側に向かって流れていく。

ここで、図１９に示した例では、冷却油通路３１の分岐部２３１ａに、ステータ側通路２３１ｂとロータ側通路２３１ｃとにそれぞれ流入する冷却油の流量の比（流量比）を変更可能な流量比切替弁（流量比変更手段）２９０が設けられている。この流量比切替弁２９０は、ＶＣＭ５により制御され、冷却油の流量比を変更する。

具体的には、ＶＣＭ５は、第１実施形態と同様に、ステータ１３の熱的負荷であるコイル負荷Ｌ２と、ロータ１２の熱的負荷である磁石負荷Ｌ１とを算出する。そして、ＶＣＭ５は、ステータ側通路２３１ｂに流入してステータ１３に供給される冷却油の流量と、ロータ側通路２３１ｃに流入してロータ１２に供給される冷却油の流量との比が、コイル負荷Ｌ２と磁石負荷Ｌ１との比に一致するよう、すなわち、ステータ側通路２３１ｂに流入する冷却油の流量のロータ側通路２３１ｃに流入する冷却油の流量に対する割合が、コイル負荷Ｌ２の磁石負荷Ｌ１に対する割合となるように、流量比切替弁２９０を制御する。

以上のように、この冷却システム２０１では、ステータ１３と、ロータ１２とが個別に冷却され、これらがそれぞれ効果的に冷却される。特に、ステータ１３は、ステータ室２１３ａ内に貯留されている冷却油により常時冷却され、その温度がより確実に低く維持される。また、ロータ１２は、冷却油が磁石孔１２ｂの内周面と磁石１２ａの外周面との間に形成された通路１２ｃを通ることで、磁石１２ａが効果的に冷却される。

また、流量比切替弁２９０により、ステータ側通路２３１ｂに流入してステータ１３に供給される冷却油の流量と、ロータ側通路２３１ｃに流入してロータ１２に供給される冷却油の流量との比が、コイル負荷Ｌ２と磁石負荷Ｌ１との比に一致するよう各流量が調整されるため、ステータ１３とロータ１２とをその熱的負荷に応じて効果的に冷却することができる。

さらに、クラッチ１８と、モータ２１０とが個別に冷却されるため、これらをより効果的に冷却することができる。また、モータ２１０を適正に冷却しつつ、クラッチ１８の適正な動作をより確実に確保することができる。すなわち、第１実施形態において説明したように、クラッチ１８の適正な動作を確保するためには、クラッチ１８に供給される冷却液の温度をある程度高くする必要がある。一方、モータ２１０温度はより低い方が好ましい。これに対して、この第２実施形態では、クラッチ１８の冷却経路を、モータ２１０の冷却経路とは別にし、クラッチ１８に供給される冷却液（潤滑油）がインバータ冷却水により冷却されないように構成している。そのため、モータ２１０を効果的に冷却しつつ、クラッチ１８に供給される冷却液の温度が過剰に低くなってクラッチ１８の動作が悪化するのを回避することができる。

しかも、この第２実施形態では、クラッチ１８に変速機３の潤滑油が供給されて、この潤滑油によりクラッチ１８が冷却されるため、クラッチ１８を冷却するための冷却油と潤滑油とを共用することができ、装置を簡略化することができるとともにコスト面で有利となる。

ここで、前記第２実施形態において、クラッチ１８に変速機３の潤滑油ではなく、モータ１０を冷却するための冷却油を導入するようにしてもよい。このように構成した場合の実施形態（第３実施形態）について、図２０を用いて次に説明する。第２実施形態と同様の部材については同じ符号を付している。また、第１実施および第２実施形態と同様の構成についての説明は省略する。

この冷却システム３０１では、冷却油通路３１のうち流量比切替弁２９０よりも上流側の部分と、クラッチ室１５ｄに連通するシャフト内通路２１とが連通している。そして、この流量比切替弁２９０よりも上流側の部分とシャフト内通路２１との間の通路にこの通路を開閉する開閉弁（開閉変更手段）３９０が設けられている。

この開閉弁３９０は、ＶＣＭ５により制御される。ＶＣＭ５は、エンジン２とモータ３１０との接続状態が変更されるタイミングであってクラッチ１８が滑っているタイミングを検知して、クラッチ１８が滑っている時にのみ開閉弁３９０を開弁させる。

このように、この第３実施形態では、クラッチ１８が滑っておりクラッチ１８が摩擦熱により高温となる場合にのみ冷却油が供給される。そのため、クラッチ１８とモータ１０とを、共通の冷却油により冷却する構成として、構造を簡素化しつつ、クラッチ１８へ余分な潤滑油の導入を回避して、ステータ１３と、ロータ１２への冷却油の供給量を確保し、これによりモータ３１０を効果的に冷却することができる。

なお、この第３実施形態では、ハウジング１４のうち隔離壁２１３ｂよりも内側の空間とハウジング１４の外側とを連通する潤滑油排出通路（本実施形態では、排出されるのは潤滑油ではなく冷却油となる）２１４ｄの下流側にリザーブタンク３５０が設けられており、クラッチ１８に供給された冷却油は、リザーブタンク３５０内に貯留されるよう構成されている。また、リザーブタンク３５０の中の冷却油は、冷却油通路３１を流通してモータ３１０に供給される冷却油量に応じて、適宜、リザーブタンク３５０から冷却油通路３１側に導出されるよう構成されている。

また、前記第２実施形態のように、冷却油を、ロータ１２とステータ１３とに個別に供給するとともに、前記第３実施形態のようにこの冷却油をクラッチ１８にも供給する場合において、ロータ１２を冷却した後の冷却油とクラッチ１８を冷却した後の冷却油とを、合流させるようにしてもよい。このように構成した場合の実施形態（第４実施形態）について図２１を用いて説明する。第２実施形態および第３実施形態と同様の部材については同じ符号を付している。

この第４実施形態に係る冷却システム４０１では、第２実施形態および第３実施形態においてロータ１２を冷却した後の冷却油をハウジング１４外に排出するために設けられたクラッチケース内排出通路２１５ｅおよびエンジン側シャフト内通路２１９ａが省略されている。そして、クラッチケース内排出通路２１５ｅが形成されていた側のエンドプレート２１２ｂ、すなわち、ロータ１２の軸方向端面であって磁石孔１２ｂの内周面と磁石１２ａの外周面との間に形成された通路１２ｃを通った冷却油がロータ１２外に導出される部分と対向するエンドプレート２１２ｂに、このロータ１２外に導出された冷却油を、エンドプレート２１２ｂとロータ１２の端面との間の空間からエンドプレート２１２ｂの外側に導出するための貫通孔が形成されている。

このように構成された第４実施形態では、ロータ１２を冷却した後の冷却油は、ロータ１２の軸方向端面とエンドプレート２１２ｂとの間の空間に導出された後、エンドプレート２１２ｂの外側へ排出される。そして、クラッチ室１５ｄ内に冷却油が導入されている場合は、クラッチ室１５ｄからクラッチケース貫通路２２２を経てクラッチ室１５ｄの外側に排出された冷却油と合流して、潤滑油排出通路２１４ｄを通って、リザーブタンク３５０に貯留される。このようにすれば、モータ４１０内の冷却油通路の構造を簡素化することができる。

また、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。例えば、モータを冷却するための冷却液は油に限らない。

１ 冷却システム
２ エンジン
３ 変速機
４ インバータ
５ ＶＣＭ（負荷推定手段）
１０ 回転電機
３０ モータ冷却機構（回転電機冷却手段）
４０ インバータ冷却機構（インバータ冷却手段）
６１ インバータ側熱交換器
６２ エンジン側熱交換器
２９０ 流量比切替弁（流量比変更手段）

Claims (13)

1. 冷却システムであって、
   ステータおよび所定の軸回りに回転するロータを有する回転電機と、
   インバータと、
   エンジンと、
   前記エンジンと前記回転電機との間に介在してこれらエンジンと回転電機との接続状態を変更可能なクラッチと、
   前記クラッチを経由し且つ第１冷却液が流通する第１冷却通路を含み、当該第１冷却液を前記回転電機に供給して当該回転電機を冷却するとともに前記第１冷却液によって前記クラッチを冷却する回転電機冷却手段と、
   第２冷却液が流通する第２冷却通路を含み、当該第２冷却液を前記インバータに供給して当該インバータを冷却するインバータ冷却手段と、
   前記第１冷却通路と前記第２冷却通路との間に介在して、前記第１冷却液および前記第２冷却液が導入されるインバータ側熱交換器と、
   第３冷却液が流通する第３冷却通路を含み、当該第３冷却液を前記エンジンに供給して当該エンジンを冷却するエンジン冷却手段と、
   前記第１冷却通路と前記第３冷却通路との間に介在して前記第１冷却液および前記第３冷却液が導入されるとともに、これら各冷却液を熱交換させることで前記第３冷却液により前記第１冷却液を加熱するエンジン側熱交換器と、
   前記第１冷却液の導入先を、前記インバータ側熱交換器と前記エンジン側熱交換器との間で切り替える熱交換器切替手段とを備え、
   前記インバータ側熱交換器は、導入された前記第１冷却液と前記第２冷却液とを熱交換させて、前記第１冷却液を前記第２冷却液によって冷却させ、
   前記熱交換器切替手段は、前記第１冷却液の温度が予め設定された基準温度未満の場合は当該第１冷却液の導入先を前記エンジン側熱交換器にし、前記第１冷却液の温度が前記基準温度以上の場合は当該第１冷却液の導入先を前記インバータ側熱交換器にすることを特徴とする冷却システム。
2. 請求項１に記載の冷却システムにおいて、
   変速機を備え、
   前記第１冷却通路は、前記第１冷却液により前記変速機が潤滑されるように当該変速機を経由していることを特徴とする冷却システム。
3. 冷却システムであって、
   ステータおよび所定の軸回りに回転するロータを有する回転電機と、
   インバータと、
   エンジンと、
   前記エンジンと前記回転電機との間に介在して、これらエンジンと回転電機との接続状態を変更可能なクラッチと、
   変速機と、
   前記変速機に当該変速機を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
   第１冷却液が流通する第１冷却通路を含み、当該第１冷却液を前記回転電機に供給して当該回転電機を冷却する回転電機冷却手段と、
   第２冷却液が流通する第２冷却通路を含み、当該第２冷却液を前記インバータに供給して当該インバータを冷却するインバータ冷却手段と、
   前記第１冷却通路と前記第２冷却通路との間に介在して、前記第１冷却液および前記第２冷却液が導入されるインバータ側熱交換器とを備え、
   前記インバータ側熱交換器は、導入された前記第１冷却液と前記第２冷却液とを熱交換させて、前記第１冷却液を前記第２冷却液によって冷却させ、
   前記潤滑油供給手段は、前記潤滑油を前記回転電機に供給することなく前記変速機と前記クラッチとの間で循環させて、前記潤滑油により前記クラッチを冷却することを特徴とする冷却システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
   前記回転電機は、内側に所定の空間が形成されたクラッチケースを備え、
   前記クラッチは、前記クラッチケース内に収容されていることを特徴とする冷却システム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
   前記第１冷却通路は、その途中において、前記ステータに向かうステータ側通路と、前記ロータに向かうロータ側通路とに分岐しており、
   前記回転電機冷却手段は、前記ステータ側通路内を流通する前記第１冷却液により前記ステータを冷却し、前記ロータ側通路内を流通する前記第１冷却液により前記ロータを冷却することを特徴とする冷却システム。
6. 請求項５に記載の冷却システムにおいて、
   前記回転電機は、前記ロータおよび前記ステータを内側に収容するハウジングを有し、
   前記ハウジングには、前記ステータと前記ロータの少なくとも一方を内側に収容する収容室が区画されており、
   前記収容室は、前記ステータ側通路と前記ロータ側通路の少なくとも一方と連通して、当該通路から流入した前記第１冷却液を内側に貯留していることを特徴とする冷却システム。
7. 請求項５または６に記載の冷却システムにおいて、
   前記回転電機冷却手段は、前記ステータ側通路に流入する第１冷却液の流入量と前記ロータ側通路に流入する第１冷却液の流入量との割合を変更可能な流量比変更手段を備えることを特徴とする冷却システム。
8. 請求項７に記載の冷却システムにおいて、
   前記流量比変更手段は、前記ステータ側通路に流入する第１冷却液の流入量と前記ロータ側通路に流入する第１冷却液の流入量との割合を、前記ステータに付与されている熱的負荷と前記ロータに付与されている熱的負荷との割合に応じて変更することを特徴とする冷却システム。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
   前記回転電機冷却手段は、前記第１冷却通路内の前記第１冷却液の流量を変更可能な第１流量変更手段を備え、
   前記第１流量変更手段は、前記回転電機に付与されている熱的負荷に基づいて前記第１冷却液の流量を変更することを特徴とする冷却システム。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
    前記インバータ冷却手段は、前記第２冷却通路内の前記第２冷却液の流量を変更可能な第２流量変更手段を備え、
    前記第２流量変更手段は、前記回転電機に付与されている熱的負荷と前記第１冷却液の温度と前記第２冷却液の温度とに基づいて前記第２冷却液の流量を変更することを特徴とする冷却システム。
11. 請求項７〜１０のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
    前記回転電機に付与されている熱的負荷を推定する負荷推定手段を有し、
    前記負荷推定手段は、前記回転電機から出力される電流に基づいて前記ロータの熱的負荷を推定し、前記回転電機から出力される電流および前記ステータの温度に基づいて前記ステータの熱的負荷を推定し、前記ロータの熱的負荷と前記ステータの熱的負荷との合計負荷を前記回転電機に付与されている熱的負荷として推定することを特徴とする冷却システム。
12. 請求項１１に記載の冷却システムにおいて、
    前記負荷推定手段は、前記回転電機で発生するｄ軸電流およびｑ軸電流と当該回転電機の回転数と前記第１冷却液の温度とに基づいて前記ロータに瞬間的に付与される熱的負荷であるロータ側瞬時負荷を設定し、当該ロータ側瞬時負荷の時間に対する移動平均値を算出してこの算出値を前記ロータに蓄積されている熱的負荷であるロータ側累積負荷として設定し、これらロータ側瞬時負荷とロータ側累積負荷との合計負荷をロータの熱的負荷として推定することを特徴とする冷却システム。
13. 請求項１１または１２に記載の冷却システムにおいて、
    前記負荷推定手段は、前記回転電機で発生する実効電流に基づいて前記ステータに瞬間的に付与されている熱的負荷であるステータ側瞬時負荷を設定し、前記ステータの温度に基づいて当該ステータに蓄積されている熱的負荷であるステータ側累積負荷を設定し、当該ステータ側瞬時負荷と前記ステータ側累積負荷との合計負荷を前記ステータの熱的負荷として推定することを特徴とする冷却システム。