JP7314223B2 - 車両用温調システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用温調システムに関する。

近年、地球の気候変動に対する具体的な対策として、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けた取り組みが活発化している。車両においても、ＣＯ２排出量の削減が強く要求され、駆動源の電動化が急速に進んでいる。具体的には、電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車といった、駆動源としての電動機（以下「回転電機」ともいう）と、この電動機に電力を供給可能な二次電池としてのバッテリと、を備える車両（以下「電動車両」ともいう）の開発が進められている。また、このような電動車両は、電力の変換を行う電力変換装置、変速装置を構成するギヤボックス等も備える。さらに、このような電動車両には、回転電機や電力変換装置等の温調を行う車両用温調システムが搭載される。

例えば、特許文献１には、オイルが循環して電動機Ｍを冷却する循環路Ｌと、冷却水が循環してインバータＵを冷却する循環路Ｆと、循環路Ｆを流れる冷却水と循環路Ｌを流れるオイルとの間で熱交換を行う熱交換部（オイルクーラＣ）と、を備える車両用温調システムが開示されている。また、特許文献２には、オイルの温度が所定値未満の場合には、オイルの温度が上がるよう電動ウォータポンプの吐出量を減らす一方、オイルの温度が所定値以上の場合には、オイルの温度が下がるよう電動ウォータポンプの吐出量を車速に比例して変化させる制御を行うようにした技術が開示されている。

特開２００１－２３８４０６号公報 特開２０１９－１０３３３４号公報

回転電機及びギヤボックスの潤滑を行うオイルの温度が低いと、これらのフリクションロスが増大する。したがって、回転電機及びギヤボックスの潤滑を行うオイルの温度が比較的低いときには、なるべく早期にこのオイルを昇温することが望まれるが、従来技術にあってはこの点に改善の余地があった。

本発明は、回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制可能な車両用温調システムを提供する。

本発明は、
車両が備える回転電機及びギヤボックスの温調を行う、第１ポンプが設けられた第１温調回路と、
前記車両が備える電力変換装置の温調を行う、第２ポンプが設けられた第２温調回路と、
前記第１温調回路を循環する第１温調媒体と前記第２温調回路を循環する第２温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器と、
制御装置と、
を備える車両用温調システムであって、
前記第１温調回路は、前記第１温調媒体の温度を検出する第１温度センサを備え、
前記第２温調回路は、
前記第２温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータと、
前記熱交換器を迂回する前記第２温調媒体の第１分岐流路と、
前記熱交換器を通る前記第２温調媒体の第２分岐流路と、
前記第２温調媒体の前記第２分岐流路への流量を調整する流量調整弁と、
を備え、
前記電力変換装置は、前記回転電機へ電力を供給するインバータを含んで構成されるとともに、前記制御装置の制御にしたがって前記インバータのキャリア周波数を変更可能に構成され、
前記制御装置は、
前記第１温度センサにより検出された前記第１温調媒体の温度に基づいて、前記キャリア周波数及び前記流量調整弁を制御可能に構成され、
前記第１温調媒体の温度が所定値未満である場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値以上である場合に比べて、前記キャリア周波数を低くするとともに、前記第２分岐流路への流量が少なくなるように前記流量調整弁を制御する、
車両用温調システムである。

本発明によれば、回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制することができる。

本実施形態の車両用温調システムを搭載した車両のブロック図である。 本実施形態の制御装置が設定可能なキャリア周波数の一例を示す図である。 本実施形態の制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の車両用温調システムが搭載された車両の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。

［車両］
まず、本実施形態の車両について図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態の車両Ｖは、内燃機関ＩＣＥと、制御装置ＥＣＵと、車両用温調システム１０と、電動機２０と、発電機３０と、変速装置４０と、電力変換装置５０と、温調回路６０と、を備える。

電動機２０は、車両Ｖに搭載された不図示の蓄電装置に蓄電されている電力、又は、発電機３０によって発電された電力によって、車両Ｖを駆動する動力を出力する回転電機である。電動機２０は、車両Ｖの制動時に、車両Ｖの駆動輪の運動エネルギーによって発電し、前述の蓄電装置を充電してもよい。電動機２０には、電動機２０の温度を検出する第３温度センサ２０ａが設けられている。第３温度センサ２０ａは、電動機２０の温度の検出値を制御装置ＥＣＵに出力する。

発電機３０は、内燃機関ＩＣＥの動力によって発電し、前述の蓄電装置を充電し、又は、電動機２０に電力を供給する回転電機である。

変速装置４０は、電動機２０と車両Ｖの駆動輪との間に設けられ、電動機２０と駆動輪との間における動力伝達が可能に構成された動力伝達装置である。例えば、変速装置４０は、電動機２０から出力された動力を減速して駆動輪に伝達する歯車式の動力伝達装置である。

電力変換装置５０は、前述した蓄電装置から出力された電力を直流から交流へと変換するとともに電動機２０及び発電機３０の入出力電力を制御するＰＤＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）５１と、必要に応じて前述した蓄電装置から出力された電力を昇圧する不図示のＶＣＵ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、を備える。具体的に説明すると、ＰＤＵ５１は、蓄電装置から出力された直流を交流に変換して電動機２０へ供給可能なインバータである。制御装置ＥＣＵによるＰＤＵ５１の制御には、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が用いられる。

電力変換装置５０は、制御装置ＥＣＵの制御にしたがってＰＤＵ５１（すなわちインバータ）のキャリア周波数を変更可能に構成される。また、ＶＣＵは、車両Ｖの制動時に電動機２０が発電した場合、電動機２０が発電した電力を降圧してもよい。電力変換装置５０には、電力変換装置５０の温度を検出する第４温度センサ５０ａが設けられている。第４温度センサ５０ａは、電力変換装置５０の温度の検出値を制御装置ＥＣＵに出力する。

温調回路６０は、非導電性の第１温調媒体ＴＣＭ１が循環し、電動機２０、発電機３０、及び変速装置４０の温調を行う第１温調回路６１と、導電性の第２温調媒体ＴＣＭ２が循環し、電力変換装置５０の温調を行う第２温調回路６２と、第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調媒体ＴＣＭ２との間で熱交換を行う熱交換器６３と、を有する。非導電性の第１温調媒体ＴＣＭ１は、例えば、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）と呼ばれる、電動機２０、発電機３０、及び変速装置４０の潤滑及び温調を行うことが可能なオイルである。導電性の第２温調媒体ＴＣＭ２は、例えば、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）と呼ばれる、冷却水である。

第１温調回路６１には、第１ポンプ６１１と、貯留部６１２と、が設けられている。第１ポンプ６１１は、内燃機関ＩＣＥの動力と、車両Ｖの不図示の車軸の回転力と、によって駆動する機械式ポンプである。貯留部６１２は、第１温調回路６１を循環する第１温調媒体ＴＣＭ１を貯留する。貯留部６１２は、例えば、電動機２０、発電機３０、及び変速装置４０を収容する不図示のハウジングの底部に設けられたオイルパンである。

また、第１温調回路６１は、第１ポンプ６１１が設けられた圧送流路６１０ａと、電動機２０及び発電機３０が設けられた第１分岐流路６１０ｂ１と、変速装置４０が設けられた第２分岐流路６１０ｂ２と、第１分岐流路６１０ｂ１又は第２分岐流路６１０ｂ２に分岐する分岐部６１３と、を有する。

圧送流路６１０ａは、上流側の端部が貯留部６１２に接続され、第１ポンプ６１１を通って、下流側の端部が分岐部６１３に接続される。第１分岐流路６１０ｂ１は、上流側の端部が分岐部６１３に接続され、電動機２０及び発電機３０を通って、下流側の端部が貯留部６１２に接続される。第２分岐流路６１０ｂ２は、上流側の端部が分岐部６１３に接続され、変速装置４０を通って、下流側の端部が貯留部６１２に接続される。

第１温調回路６１において、熱交換器６３は、第１分岐流路６１０ｂ１における電動機２０及び発電機３０よりも上流に配置されている。したがって、第１温調回路６１には、第１ポンプ６１１から圧送された第１温調媒体ＴＣＭ１が、分岐部６１３から第１分岐流路６１０ｂ１を通って、熱交換器６３で第２温調媒体ＴＣＭ２と熱交換することによって冷却され、電動機２０及び発電機３０に供給されて電動機２０及び発電機３０を潤滑及び温調した後、貯留部６１２に貯留する第１の流路と、第１ポンプ６１１から圧送された第１温調媒体ＴＣＭ１が、分岐部６１３から第２分岐流路６１０ｂ２を通って、変速装置４０に供給されて変速装置４０を潤滑及び温調した後、貯留部６１２に貯留する第２の流路と、が並列に形成され、貯留部６１２に貯留した第１温調媒体ＴＣＭ１が圧送流路６１０ａを流れて第１ポンプ６１１に供給されて、第１温調媒体ＴＣＭ１が第１温調回路６１を循環する。

本実施形態では、第１分岐流路６１０ｂ１及び第２分岐流路６１０ｂ２は、第１分岐流路６１０ｂ１を流れる第１温調媒体ＴＣＭ１の流量が、第２分岐流路６１０ｂ２を流れる第１温調媒体ＴＣＭ１の流量よりも大きくなるように形成されている。

第１温調回路６１には、第１温調回路６１を循環する第１温調媒体ＴＣＭ１の温度を検出する第１温度センサ６１ａが設けられている。本実施形態では、第１温度センサ６１ａは、オイルパンである貯留部６１２に設けられており、貯留部６１２に貯留する第１温調媒体ＴＣＭ１の温度を検出する。第１温度センサ６１ａは、貯留部６１２に貯留する第１温調媒体ＴＣＭ１の温度の検出値を制御装置ＥＣＵに出力する。

また、第１温調回路６１は、調圧バルブ６１９が設けられた調圧回路６１０ｃをさらに有する。調圧回路６１０ｃは、上流側の端部が貯留部６１２に接続され、下流側の端部が第１ポンプ６１１より下流側で圧送流路６１０ａに接続される。調圧バルブ６１９は、逆止弁であってもよいし、ソレノイドバルブ等の電磁弁であってもよい。第１ポンプ６１１から圧送される第１温調媒体ＴＣＭ１の液圧が所定圧以上となると調圧バルブ６１９は開状態となり、第１ポンプ６１１から圧送される第１温調媒体ＴＣＭ１の一部が貯留部６１２に戻される。これにより、第１分岐流路６１０ｂ１及び第２分岐流路６１０ｂ２を流れる第１温調媒体ＴＣＭ１の液圧は、所定圧以下に保持される。

第２温調回路６２には、第２ポンプ６２１と、ラジエータ６２２と、貯留タンク６２３と、が設けられている。第２ポンプ６２１は、例えば、前述した蓄電装置に蓄電された電力によって駆動する電動式ポンプである。また、第２ポンプ６２１には、第２ポンプ６２１の回転速度を検出する回転速度センサ６２１ａが取り付けられている。回転速度センサ６２１ａは、第２ポンプ６２１の回転速度の検出値を制御装置ＥＣＵに出力する。

ラジエータ６２２は、車両Ｖの前部に配置されており、車両Ｖの走行時における走行風によって、第２温調媒体ＴＣＭ２を冷却する放熱装置である。貯留タンク６２３は、第２温調回路６２を循環する第２温調媒体ＴＣＭ２を一時的に貯留するタンクである。第２温調回路６２を循環する第２温調媒体ＴＣＭ２にキャビテーションが発生した場合でも、第２温調回路６２を循環する第２温調媒体ＴＣＭ２が貯留タンク６２３で一時的に貯留されることによって、第２温調媒体ＴＣＭ２に発生したキャビテーションは消滅する。

第２温調回路６２は、分岐部６２４及び合流部６２５を有する。第２温調回路６２は、貯留タンク６２３、第２ポンプ６２１、及びラジエータ６２２が、上流側からこの順に設けられている。また、第２温調回路６２は、圧送流路６２０ａをさらに有する。圧送流路６２０ａは、上流側の端部が合流部６２５に接続され、貯留タンク６２３、第２ポンプ６２１、及びラジエータ６２２を通って、下流側の端部が分岐部６２４に接続される。貯留タンク６２３に貯留された第２温調媒体ＴＣＭ２は、圧送流路６２０ａを通って第２ポンプ６２１で圧送され、ラジエータ６２２で冷却される。

また、第２温調回路６２は、電力変換装置５０が設けられた第１分岐流路６２０ｂ１と、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２と、をさらに有する。第１分岐流路６２０ｂ１は、上流側の端部が分岐部６２４に接続され、電力変換装置５０を通って、下流側の端部が合流部６２５に接続される。第２分岐流路６２０ｂ２は、上流側の端部が分岐部６２４に接続され、熱交換器６３を通って、下流側の端部が合流部６２５に接続される。

本実施形態では、第２分岐流路６２０ｂ２における熱交換器６３よりも上流部分に、流量調整弁としてのバルブ装置６２６が設けられている。バルブ装置６２６は、第２分岐流路６２０ｂ２を全開状態と全閉状態とのいずれかの状態に切り替えるＯＮ－ＯＦＦバルブであってもよいし、第２分岐流路６２０ｂ２を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２の流量を調節可能な可変流量バルブであってもよい。バルブ装置６２６は、制御装置ＥＣＵによって制御される。

圧送流路６２０ａにおいて第２ポンプ６２１で圧送されてラジエータ６２２で冷却された第２温調媒体ＴＣＭ２は、分岐部６２４で第１分岐流路６２０ｂ１と第２分岐流路６２０ｂ２とに分岐する。第１分岐流路６２０ｂ１を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２は、電力変換装置５０を冷却して合流部６２５で第２分岐流路６２０ｂ２及び圧送流路６２０ａと合流する。第２分岐流路６２０ｂ２を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２は、熱交換器６３で第１温調媒体ＴＣＭ１と熱交換することによって第１温調媒体ＴＣＭ１を冷却し、合流部６２５で第１分岐流路６２０ｂ１及び圧送流路６２０ａと合流する。第１分岐流路６２０ｂ１を流れた第２温調媒体ＴＣＭ２と第２分岐流路６２０ｂ２を流れた第２温調媒体ＴＣＭ２とは、合流部６２５で合流して圧送流路６２０ａを流れて貯留タンク６２３に一時的に貯留される。そして、貯留タンク６２３に貯留された第２温調媒体ＴＣＭ２が圧送流路６２０ａを通って第２ポンプ６２１に再び供給されて、第２温調媒体ＴＣＭ２が第２温調回路６２を循環する。

本実施形態では、第１分岐流路６２０ｂ１及び第２分岐流路６２０ｂ２は、第１分岐流路６２０ｂ１を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２の流量が、第２分岐流路６２０ｂ２を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２の流量よりも大きくなるように形成されている。

第２温調回路６２には、第２温調回路６２を循環する第２温調媒体ＴＣＭ２の温度を検出する第２温度センサ６２ａが設けられている。本実施形態では、第２温度センサ６２ａは、ラジエータ６２２と分岐部６２４との間の圧送流路６２０ａに設けられており、貯留タンク６２３に貯留する第２温調媒体ＴＣＭ２の温度を検出する。第２温度センサ６２ａは、ラジエータ６２２から排出された第２温調媒体ＴＣＭ２の温度の検出値を制御装置ＥＣＵに出力する。

第１温調回路６１において、電動機２０、発電機３０、及び変速装置４０を冷却した後に貯留部６１２に貯留した第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が約１００［℃］であるとすると、熱交換器６３には、約１００［℃］の第１温調媒体ＴＣＭ１が供給される。

一方、第２温調回路６２において、ラジエータ６２２で冷却された第２温調媒体ＴＣＭ２の温度が約４０［℃］であるとすると、熱交換器６３に供給される第２温調媒体ＴＣＭ２は、被温調装置である電力変換装置５０を通らないため、熱交換器６３には、約４０［℃］の第２温調媒体ＴＣＭ２が供給される。

この場合、熱交換器６３は、熱交換器６３に供給された約１００［℃］の第１温調媒体ＴＣＭ１と約４０［℃］の第２温調媒体ＴＣＭ２との間で、熱交換を行う。そして、熱交換器６３からは、約８０［℃］の第１温調媒体ＴＣＭ１が、第１温調回路６１の第１分岐流路６１０ｂ１の下流側に排出され、約７０［℃］の第２温調媒体ＴＣＭ２が、第２温調回路６２の第２分岐流路６２０ｂ２の下流側に排出される。

このようにして、第１温調媒体ＴＣＭ１は、熱交換器６３で冷却されるので、温調回路６０は、第１温調媒体ＴＣＭ１を冷却するためのラジエータを設けることなく、第１温調媒体ＴＣＭ１を冷却することができる。したがって、温調回路６０は、１つのラジエータ６２２で、第１温調回路６１を流れる第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調回路６２を流れる第２温調媒体ＴＣＭ２とを冷却することができるので、温調回路６０を小型化できる。

制御装置ＥＣＵは、例えば、各種演算を行うプロセッサ、各種情報を記憶する記憶装置、制御装置ＥＣＵの内部と外部とのデータの入出力を制御する入出力装置などを備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現され、車両Ｖ全体を統括制御する。制御装置ＥＣＵは、１つのＥＣＵによって実現されてもよいし、複数のＥＣＵによって実現されてもよい。制御装置ＥＣＵは、例えば、内燃機関ＩＣＥ、電力変換装置５０、第２ポンプ６２１、バルブ装置６２６等を制御する。

一般的に、第１温調媒体ＴＣＭ１は、温度が低くなると粘度が高くなる。そして、第１温調媒体ＴＣＭ１の粘度が高くなると、電動機２０及び変速装置４０で生じるフリクションロスが増大し、電動機２０及び変速装置４０の出力効率が低下する。したがって、例えば電動機２０及び発電機３０の始動直後等、第１温調媒体ＴＣＭ１が低温（例えば第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満）である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１は冷却されない方（すなわち昇温される方）が好ましい。

そこで、制御装置ＥＣＵは、第１温度センサ６１ａにより検出される第１温調媒体ＴＣＭ１の温度に基づいて、バルブ装置６２６を制御する。制御装置ＥＣＵは、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量をバルブ装置６２６により調整し、熱交換器を６３介した第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調媒体ＴＣＭ２との熱交換を制御できる。

具体的に説明すると、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値（例えば５０［℃］）未満である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値以上である場合に比べて、第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量が少なくなるようにバルブ装置６２６を制御する。換言すると、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値以上である場合に比べて、第１分岐流路６２０ｂ１への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量が多くなるようにバルブ装置６２６を制御する。なお、ここで、所定値は、例えば、制御装置ＥＣＵの製造者等によりあらかじめ設定される。

このように、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量を少なくすることで、熱交換器を６３介した第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調媒体ＴＣＭ２との熱交換を抑制できる。これにより、第１温調媒体ＴＣＭ１の熱が第２温調媒体ＴＣＭ２に伝達されるのを回避して、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度低下を抑制できる。したがって、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が低いことに起因した電動機２０及び変速装置４０のフリクションロスの増加を抑制できる。

さらに、制御装置ＥＣＵは、第１温度センサ６１ａにより検出される第１温調媒体ＴＣＭ１の温度に基づいて、ＰＤＵ５１（すなわちインバータ）のキャリア周波数を制御する。具体的に説明すると、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値以上である場合に比べて、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を低くする。

このように、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を低くすることで、電動機２０の損失を大きくして、この損失に伴う電動機２０の発熱量を増加させることができる。したがって、電動機２０の熱により、第１温調媒体ＴＣＭ１を速やかに昇温でき、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が低いことに起因した電動機２０及び変速装置４０のフリクションロスの増加を抑制できる。

さらに、制御装置ＥＣＵは、第１温度センサ６１ａにより検出される第１温調媒体ＴＣＭ１の温度に基づいて、第２ポンプ６２１を制御してもよい。具体的に説明すると、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値以上である場合に比べて、第２ポンプ６２１の流量を少なくするようにしてもよい。

すなわち、ＰＤＵ５１のキャリア周波数が低いときには、ＰＤＵ５１の発熱量も少なくなるため、第２ポンプ６２１の流量を少なくしても第２温調媒体ＴＣＭ２の温度は上がりづらくなる。したがって、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には第２ポンプ６２１の流量を少なくすることで、第２温調媒体ＴＣＭ２の温度上昇を抑制しつつ、第２ポンプ６２１の駆動に必要なエネルギー（例えば電力）を削減することが可能となる。

［制御装置によるバルブ装置、キャリア周波数、及び第２ポンプの制御例］
次に、図２及び図３を参照しながら、制御装置ＥＣＵによるバルブ装置６２６、ＰＤＵ５１のキャリア周波数、及び第２ポンプ６２１の具体的な制御例について説明する。

まず、制御装置ＥＣＵが設定可能なＰＤＵ５１のキャリア周波数の一例について説明する。本実施形態において、制御装置ＥＣＵは、図２に示すｆａ［Ｈｚ］、ｆｂ［Ｈｚ］、及びｆｃ［Ｈｚ］を、ＰＤＵ５１のキャリア周波数として設定可能に構成されている。これら各キャリア周波数は、ｆａ［Ｈｚ］＜ｆｂ［Ｈｚ］＜ｆｃ［Ｈｚ］の順で高いものとする。

前述したように、ＰＤＵ５１のキャリア周波数が低くなるほど、電動機２０の損失が大きくなるため、電動機２０の効率は低下する。換言すると、ＰＤＵ５１のキャリア周波数が高くなるほど、電動機２０の効率は向上する。例えば、キャリア周波数がｆａ［Ｈｚ］であるときの電動機２０の効率をＥＭａとし、キャリア周波数がｆｂ［Ｈｚ］であるときの電動機２０の効率をＥＭｂとし、キャリア周波数がｆｃ［Ｈｚ］であるときの電動機２０の効率をＥＭｃとすると、ＥＭａ＜ＥＭｂ＜ＥＭｃとなる。

一方、ＰＤＵ５１の効率は、ＰＤＵ５１のキャリア周波数が低くなるほど向上する。例えば、キャリア周波数がｆａ［Ｈｚ］であるときのＰＤＵ５１の効率をＥＰａとし、キャリア周波数がｆｂ［Ｈｚ］であるときのＰＤＵ５１の効率をＥＰｂとし、キャリア周波数がｆｃ［Ｈｚ］であるときのＰＤＵ５１の効率をＥＰｃとすると、ＥＰａ＞ＥＰｂ＞ＥＰｃとなる。

このようなＰＤＵ５１のキャリア周波数に対する電動機２０及びＰＤＵ５１の効率の関係を利用して、本実施形態では、ＰＤＵ５１のキャリア周波数がｆａ［Ｈｚ］、ｆｂ［Ｈｚ］、及びｆｃ［Ｈｚ］のいずれに設定された場合であっても、電動機２０及びＰＤＵ５１の両者によるトータルでの効率は、図２に示すように略一定となるようにしている。換言すると、電動機２０及びＰＤＵ５１の両者によるトータルでの効率が略一定となるようなｆａ［Ｈｚ］、ｆｂ［Ｈｚ］、及びｆｃ［Ｈｚ］が制御装置ＥＣＵの設定可能なキャリア周波数として、制御装置ＥＣＵにあらかじめ記憶されている。また、制御装置ＥＣＵには、これら各キャリア周波数に対応して、当該キャリア周波数とした場合に設定する第２ポンプ６２１の流量をあらわす情報もあらかじめ記憶されている。

次に、制御装置ＥＣＵが実行する処理の一例について説明する。例えば、制御装置ＥＣＵは、車両Ｖのイグニッション電源がオンになると、ｆｃ［Ｈｚ］をキャリア周波数の初期値として設定してＰＤＵ５１（すなわち電力変換装置５０）の駆動を開始するとともに、第２ポンプ６２１の流量がｆｃ［Ｈｚ］に対応する流量となるように第２ポンプ６２１の駆動を開始する。そして、制御装置ＥＣＵは、図３に示す処理を実行する。

図３において、制御装置ＥＣＵは、まず、第１温度センサ６１ａによって検出された第１温調媒体ＴＣＭ１の温度を取得し（ステップＳ３０１）、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であるか否か判断する（ステップＳ３０２）。制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であると判断したならば（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、バルブ装置６２６を閉じて（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０４へ移行する。バルブ装置６２６を閉じることにより、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量を少なくでき、熱交換器を６３介した第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調媒体ＴＣＭ２との熱交換を抑制できる。したがって、第１温調媒体ＴＣＭ１の熱が第２温調媒体ＴＣＭ２に伝達されるのを回避して、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度低下を抑制できる。

次に、制御装置ＥＣＵは、内燃機関ＩＣＥを駆動しているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。制御装置ＥＣＵは、内燃機関ＩＣＥの駆動ありと判断したならば（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、ＰＤＵ５１のキャリア周波数をｆａ［Ｈｚ］（すなわち設定可能なキャリア周波数のうちの最小値）としてＰＤＵ５１を駆動するとともに、第２ポンプ６２１の流量がｆａ［Ｈｚ］に対応する流量となるように第２ポンプ６２１を駆動して（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０１に戻る。ここで、ｆａ［Ｈｚ］に対応する第２ポンプ６２１の流量は、ｆｂ［Ｈｚ］及びｆｃ［Ｈｚ］のそれぞれに対応する第２ポンプ６２１の流量よりも少ないものとなっている。

すなわち、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であり、且つ内燃機関ＩＣＥの駆動中には、ＰＤＵ５１のキャリア周波数をできるだけ低くして、ＰＣＵ５０を高効率運転する一方、電動機２０を非効率運転する。これにより、電動機２０及びＰＤＵ５１の両者によるトータルでの効率の低下を抑制しつつ、電動機２０の損失（すなわち電動機２０の発熱）を増大させ、電動機２０の熱により第１温調媒体ＴＣＭ１を昇温できる。また、制御装置ＥＣＵは、このようにＰＤＵ５１のキャリア周波数を下げてＰＣＵ５０を高効率運転しているとき、すなわちＰＣＵ５０の発熱が少ないときには、第２ポンプ６２１の流量を少なくすることで、第２温調媒体ＴＣＭ２の温度上昇を抑制しつつ、第２ポンプ６２１の駆動に必要なエネルギー（例えば電力）を削減できる。

一方、ステップＳ３０４において、制御装置ＥＣＵは、内燃機関ＩＣＥの駆動なしと判断したならば（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、ＰＤＵ５１のキャリア周波数をｆｂ［Ｈｚ］（すなわち設定可能なキャリア周波数のうちの中間値）としてＰＤＵ５１を駆動するとともに、第２ポンプ６２１の流量がｆｂ［Ｈｚ］に対応する流量となるように第２ポンプ６２１を駆動して（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０１に戻る。ここで、ｆｂ［Ｈｚ］に対応する第２ポンプ６２１の流量は、ｆａ［Ｈｚ］に対応する第２ポンプ６２１の流量よりも多く、且つｆｃ［Ｈｚ］に対応する第２ポンプ６２１の流量よりも少ないものとなっている。

すなわち、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であり、且つ内燃機関ＩＣＥが非駆動である場合（例えば車両ＶのＥＶ走行中）には、電動機２０のみで車両Ｖの駆動力を確保する必要があることから、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を下げるものの、ステップＳ３０５の処理の実行時ほどは下げないようにする。

また、一般的に、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を下げて電動機２０を駆動すると、電動機２０の駆動音が大きくなる。このため、仮に、内燃機関ＩＣＥが非駆動である場合（例えば車両ＶのＥＶ走行中）に、ＰＤＵ５１のキャリア周波数をｆａ［Ｈｚ］まで低くすると、電動機２０の駆動音によって車両ＶのＮＶ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）特性が悪化し、車両Ｖの商品性が低下し得る。そこで、本実施形態では、前述したように、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であり、且つ内燃機関ＩＣＥが駆動中である場合には、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満であり、且つ内燃機関ＩＣＥが停止中（すなわち非駆動）である場合に比べてＰＤＵ５１のキャリア周波数を低くするとともに、第２ポンプ６２１の流量を少なくするようにしている。これにより、電動機２０の駆動音による車両ＶのＮＶ特性の悪化を抑制しながら、電動機２０の熱による第１温調媒体ＴＣＭ１の昇温を促進できる。

また、制御装置ＥＣＵは、ステップＳ３０２において、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］未満でないと判断したならば（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、バルブ装置６２６を開く（ステップＳ３０７）。そして、制御装置ＥＣＵは、ＰＤＵ５１のキャリア周波数をｆｃ［Ｈｚ］（すなわち設定可能なキャリア周波数のうちの最大値）としてＰＤＵ５１を駆動するとともに、第２ポンプ６２１の流量がｆｃ［Ｈｚ］に対応する流量となるように第２ポンプ６２１を駆動して（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０１に戻る。

すなわち、制御装置ＥＣＵは、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が５０［℃］以上のときには、バルブ装置６２６を開くことで、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量を多くする。これにより、熱交換器を６３介した第１温調媒体ＴＣＭ１と第２温調媒体ＴＣＭ２との熱交換が促進され、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度上昇を抑制できる。さらに、制御装置ＥＣＵは、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を上げて電動機２０を高効率運転することで、電動機２０の発熱量を削減できる。これにより、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度上昇を抑制できる。また、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を上げることによりＰＤＵ５１の発熱量は増加し得るが、制御装置ＥＣＵは、このようなときには第２ポンプ６２１の流量を多くすることで、第２温調媒体ＴＣＭ２の温度上昇を抑制できる。

以上に説明したように、本実施形態によれば、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が所定値未満である場合には、ＰＤＵ５１のキャリア周波数を低くするとともに、熱交換器６３が設けられた第２分岐流路６２０ｂ２への第２温調媒体ＴＣＭ２の流量が少なくなるようにバルブ装置６２６を制御することで、第１温調媒体ＴＣＭ１を速やかに昇温でき、第１温調媒体ＴＣＭ１の温度が低いことに起因した電動機２０及び変速装置４０のフリクションロスの増加を抑制できる。

以上、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

例えば、車両Ｖが内燃機関ＩＣＥを備える構成について説明したが、車両Ｖは内燃機関ＩＣＥを備えない電気自動車であってもよい。

また、電力変換装置５０と熱交換器６３とが並列に配置された構成について説明したが、電力変換装置５０と熱交換器６３とが直列に配置された構成としてもよい。例えば、ラジエータ６２２と分岐部６２４との間に電力変換装置５０を配置した構成としてもよい。

また、ラジエータ６２２の前方に、制御装置ＥＣＵの制御にしたがってラジエータ６２２に当たる外気の量を調整可能に構成されたグリルシャッタを設けてもよい。このようにすれば、グリルシャッタの開閉を介して、制御装置ＥＣＵが、ラジエータ６２２による第２温調媒体ＴＣＭ２の冷却を制御することが可能となる。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 車両（車両Ｖ）が備える回転電機（電動機２０）及びギヤボックス（変速装置４０）の温調を行う、第１ポンプ（第１ポンプ６１１）が設けられた第１温調回路（第１温調回路６１）と、
前記車両が備える電力変換装置（電力変換装置５０）の温調を行う、第２ポンプ（第２ポンプ６２１）が設けられた第２温調回路（第２温調回路６２）と、
前記第１温調回路を循環する第１温調媒体と前記第２温調回路を循環する第２温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器（熱交換器６３）と、
制御装置（制御装置ＥＣＵ）と、
を備える車両用温調システム（車両用温調システム１０）であって、
前記第１温調回路は、前記第１温調媒体の温度を検出する第１温度センサ（第１温度センサ６１ａ）を備え、
前記第２温調回路は、
前記第２温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータ（ラジエータ６２２）と、
前記熱交換器を迂回する前記第２温調媒体の第１分岐流路（第１分岐流路６２０ｂ１）と、
前記熱交換器を通る前記第２温調媒体の第２分岐流路（第２分岐流路６２０ｂ２）と、
前記第２温調媒体の前記第２分岐流路への流量を調整する流量調整弁（バルブ装置６２６）と、
を備え、
前記電力変換装置は、前記回転電機へ電力を供給するインバータ（ＰＤＵ５１）を含んで構成されるとともに、前記制御装置の制御にしたがって前記インバータのキャリア周波数を変更可能に構成され、
前記制御装置は、
前記第１温度センサにより検出された前記第１温調媒体の温度に基づいて、前記キャリア周波数及び前記流量調整弁を制御可能に構成され、
前記第１温調媒体の温度が所定値未満である場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値以上である場合に比べて、前記キャリア周波数を低くするとともに、前記第２分岐流路への流量が少なくなるように前記流量調整弁を制御する、
車両用温調システム。

（１）によれば、制御装置は、第１温調媒体の温度が所定値未満の場合には、第１温調媒体の温度が所定値以上の場合に比べて、回転電機へ電力を供給するインバータのキャリア周波数を低くする。これにより、第１温調媒体の温度が所定値未満である場合の、回転電機の損失に伴う発熱量を増加させることができる。さらに、制御装置は、第１温調媒体の温度が所定値未満の場合には、第１温調媒体の温度が所定値以上の場合に比べて、熱交換器を通る第２温調媒体の第２分岐流路への流量が少なくなるように流量調整弁を制御することで、熱交換器を介した第１温調媒体と第２温調媒体との熱交換が行われること、すなわち第１温調媒体の熱が第２温調媒体に逃げてしまうことを抑制できる。したがって、回転電機の熱を利用して第１温調媒体を速やかに昇温することが可能となり、第１温調媒体の温度が低いことに起因した回転電機及びギヤボックスのフリクションロスの増加を抑制できる。

（２） （１）に記載の車両用温調システムであって、
前記第２ポンプは、前記制御装置の制御にしたがって流量を変更可能に構成され、
前記制御装置は、さらに、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満である場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値以上である場合に比べて、前記第２ポンプの流量を少なくする、
車両用温調システム。

キャリア周波数が低いときには、インバータの発熱量が減少するため、第２ポンプの流量を少なくしても第２温調媒体の温度は上がりづらくなる。（２）によれば、制御装置が、第１温調媒体の温度が所定値未満である場合には、第１温調媒体の温度が所定値以上である場合に比べて、第２ポンプの流量を少なくすることで、第２温調媒体の温度の上昇を抑制しつつ、第２ポンプを駆動するのに必要なエネルギーを削減することができる。

（３） （１）又は（２）に記載の車両用温調システムであって、
前記車両は、内燃機関（内燃機関ＩＣＥ）をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満であり、且つ前記内燃機関が駆動中の場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満であり、且つ前記内燃機関が停止中である場合に比べて、前記キャリア周波数を低くするとともに、前記第２分岐流路への流量が少なくなるように前記流量調整弁を制御する、
車両用温調システム。

（３）によれば、回転電機の駆動音による車両のＮＶ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）特性の悪化を抑制しながら、回転電機の熱による第１温調媒体の昇温を促進できる。

１０ 車両用温調システム
２０ 電動機（回転電機）
４０ 変速装置（ギヤボックス）
５０ 電力変換装置
５１ ＰＤＵ（インバータ）
６１ 第１温調回路
６１ａ 第１温度センサ
６１１ 第１ポンプ
６２ 第２温調回路
６２ａ 第２温度センサ
６２０ｂ１ 第１分岐流路
６２０ｂ２ 第２分岐流路
６２１ 第２ポンプ
６２２ ラジエータ
６２６ バルブ装置（流量調整弁）
６３ 熱交換器
ＥＣＵ 制御装置
Ｖ 車両

Claims (3)

1. 車両が備える回転電機及びギヤボックスの温調を行う、第１ポンプが設けられた第１温調回路と、
   前記車両が備える電力変換装置の温調を行う、第２ポンプが設けられた第２温調回路と、
   前記第１温調回路を循環する第１温調媒体と前記第２温調回路を循環する第２温調媒体との間の熱交換を行う熱交換器と、
   制御装置と、
   を備える車両用温調システムであって、
   前記第１温調回路は、前記第１温調媒体の温度を検出する第１温度センサを備え、
   前記第２温調回路は、
   前記第２温調媒体と外気との間の熱交換を行うラジエータと、
   前記熱交換器を迂回する前記第２温調媒体の第１分岐流路と、
   前記熱交換器を通る前記第２温調媒体の第２分岐流路と、
   前記第２温調媒体の前記第２分岐流路への流量を調整する流量調整弁と、
   を備え、
   前記電力変換装置は、前記回転電機へ電力を供給するインバータを含んで構成されるとともに、前記制御装置の制御にしたがって前記インバータのキャリア周波数を変更可能に構成され、
   前記制御装置は、
   前記第１温度センサにより検出された前記第１温調媒体の温度に基づいて、前記キャリア周波数及び前記流量調整弁を制御可能に構成され、
   前記第１温調媒体の温度が所定値未満である場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値以上である場合に比べて、前記キャリア周波数を低くするとともに、前記第２分岐流路への流量が少なくなるように前記流量調整弁を制御する、
   車両用温調システム。
2. 請求項１に記載の車両用温調システムであって、
   前記第２ポンプは、前記制御装置の制御にしたがって流量を変更可能に構成され、
   前記制御装置は、さらに、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満である場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値以上である場合に比べて、前記第２ポンプの流量を少なくする、
   車両用温調システム。
3. 請求項１又は２に記載の車両用温調システムであって、
   前記車両は、内燃機関をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満であり、且つ前記内燃機関が駆動中の場合には、前記第１温調媒体の温度が前記所定値未満であり、且つ前記内燃機関が停止中である場合に比べて、前記キャリア周波数を低くするとともに、前記第２分岐流路への流量が少なくなるように前記流量調整弁を制御する、
   車両用温調システム。
   

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