JP7392593B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関し、特にエンジンとモータとを有する駆動ユニットの冷却構造に関する。
近年、環境負荷の低減などを目的として、車両走行用の駆動源としてエンジンに加えてモータを備えたハイブリッド型の車両が普及してきている。
特許文献１には、走行用の駆動源としてエンジンおよびモータを備えた自動車が開示されている。特許文献１に開示の自動車では、走行用の駆動源として備えるエンジンおよびモータがともにフロントエリアに搭載されている。
特許文献１に開示の自動車では、エンジンで走行するエンジン駆動モードと、モータで走行するモータ駆動モードとが切り替え可能となっている。運転者によりモータ駆動モードが選択された場合には、モータにより自動車の駆動がなされる。
一方、運転者がエンジン駆動モードを選択した場合には、自動車の発進の際にはモータによるトルクアシストがなされ、所定車速以上でエンジンによる駆動がなされる。
特開２０１９－１６２９６４号公報
ところで、上記のようなハイブリッド型の車両においても、車両運動性能の更なる向上が求められている。車両の運動性能を高めようとする場合には、エンジンおよびモータからなる駆動ユニットを車両における中央に近い領域に配置することが有効である。このように駆動ユニットを配置することにより、車両が旋回し易くなり車両運動性能の向上を図ることができる。
しかしながら、車両における中央に近い領域には、乗員スペースがあるので、駆動ユニットを搭載するためのスペースは限られている。このため、車両運動性能の向上を図るために駆動ユニットを車両の中央に近い領域に配置するためには、駆動ユニットの小型化を図る必要がある。ところが、モータについても駆動に伴って発熱する発熱部材であるので、ハイブリッド型の車両では、エンジンの冷却手段に加えてモータの冷却手段も設けておく必要がある。このため、駆動ユニットだけでなく、冷却手段を含めた構成の小型化が必要となる。
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、エンジンおよびモータを有する駆動ユニットの小型化を図ることで車両運動性能が高い車両を提供することを目的とする。
ところで、モータは、モータの使用状況などによって発熱量が変化する。モータの温度が所定以上に上昇してしまうと、モータが備える磁石の磁力が低下したり劣化したりするといった問題を生じる。
本発明者等は、モータを車両走行用の駆動源として採用するにあたり、互いに冷却性能が異なる複数のモータ冷却手段を設け、モータの使用状況などによって複数のモータ冷却手段を切り替えることができる構造を考えた。具体的には、モータを冷却する冷媒が通流する冷却経路を複数設け、複数の冷却経路を切り替えるための切替ユニットを設けてなる構造を考えた。この構造において、冷却経路ごとにモータの冷却性能が異なるようにしておけば、モータの使用状況にかかわらずモータを適温に維持することが可能となる。
しかしながら、エンジンおよびモータを有する駆動ユニットに対する切替ユニットの取り付け位置は、車両の運動性能の向上を図る上で重要な要因である。即ち、切替ユニットを駆動ユニットの上下に取り付けた場合には、駆動ユニットと切替ユニットとのセット構成における上下方向でのサイズが大型化してしまう。
また、切替ユニットを駆動ユニットの前後（出力軸が伸びる方向の何れかの側の部分）に取り付ける場合には、上記同様にセット構成の前後方向でのサイズが大型化してしまうのに加えて、駆動ユニットの駆動時における上下方向での変位が大きくなってしまう。切替ユニットを駆動ユニットの前後に取り付けた場合に上下方向での変位が大きくなるのは、駆動輪からセット構成の端までの距離が延びることによる。即ち、車両の走行に際して駆動ユニットを駆動させた場合に、駆動ユニットは駆動輪を起点に上下方向に振動するが、切替ユニットを駆動ユニットの前後に取り付けた場合には駆動輪からセット構成の端までの距離が長くなり、前記振動による上下方向での変位が大きくなる。
このように、本発明者等は、駆動ユニットに対する切替ユニットの取り付け位置によっては車両の運動性能の低下を招いてしまう。
そこで、本発明の一態様に係る車両は、互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有した、車両走行用の駆動源である駆動ユニットと、前記モータに接続され、前記モータを冷却する冷媒の経路であって、第１モータ冷却経路と、前記第１モータ冷却経路よりも前記冷媒による冷却性能が高い第２モータ冷却経路とを有するモータ冷却経路と、前記第１モータ冷却経路と前記第２モータ冷却経路との両方に接続され、前記第１モータ冷却経路に前記冷媒を通流させることによる前記モータの冷却と、前記第２モータ冷却経路に前記冷媒を通流させることによる前記モータの冷却とを切り替える切替ユニットと、を備え、前記モータは、回転動力を出力するロータおよびステータを収容するハウジングを有し、前記切替ユニットの少なくとも一部と前記モータ冷却経路の一部とは、前記ハウジング内に設けられており、前記冷媒はオイルであり、前記切替ユニットは切替バルブである。
上記態様に係る車両では、第１モータ冷却経路と第２モータ冷却経路とを有するモータ冷却経路を有し、切替ユニットで経路切り替え可能としている。よって、モータの使用状況によって発熱量が変動しても、第１モータ冷却経路に冷媒を通流させてモータを冷却する形態と、第２モータ冷却経路に冷媒を通流させてモータを冷却する形態とを切り替えることでモータを適温に維持することが可能となる。
また、上記態様に係る車両では、エンジンとモータが隣接配置されてなる駆動ユニットを採用することにより、エンジンとモータとが離間した状態で配置されてなる駆動ユニットに比べて駆動ユニット自体の小型化を図ることができる。よって、上記態様に係る車両では、駆動ユニットを車両における中央に近い領域に配置することが可能であり、高い運動性能を実現することが可能である。
また、上記態様に係る車両では、切替ユニットの少なくとも一部とモータ冷却経路とをハウジング内に設けることとしているので、駆動ユニットの外部に切替ユニット等を設ける場合に比べて、駆動ユニットの大型化を抑制することができる。また、上記態様に係る車両では、駆動ユニットの構成の一部であるハウジング内に切替ユニット等を設けているので、駆動ユニットに対してエンジンとモータとの隣接方向（出力軸が伸びる方向）の一方に張り出して切替ユニットを取り付ける場合などに比べて、駆動ユニットおよび切替ユニットを含むセット構成のサイズが大型化するのを防ぐことができる。よって、駆動ユニットの駆動時に、駆動輪を起点とした振動（上下方向の変位）を抑制することも可能となる。
さらに、上記構成でモータ冷却用の冷媒として採用するオイルは、冷却水に比べて熱交換速度が速い。よって、上記構成では、高い応答性をもってモータの冷却を実行することができ、モータの使用状況にかかわらず当該モータを適温に維持することができる。
上記態様に係る車両において、前記駆動ユニットにおいて、前記モータは、前記エンジンに対して前記車両の前後方向の後方側に隣接配置されており、前記駆動ユニットの出力軸は、前記エンジンから前記後方側に向けて延出形成されており、前記切替ユニットは、第１切替ユニットと第２切替ユニットとを有し、前記第１切替ユニットと前記第２切替ユニットとは、前記駆動ユニットの前記出力軸の軸芯に対して、前記車両の上下方向の上方において、前記車両の車幅方向の左右に分散した状態配置されている、ことにしてもよい。
上記構成のように、第１切替ユニットと第２切替ユニットとを左右に分散させて配置する場合には、左右に何れか一方の側に集中して第１切替ユニットおよび第２切替ユニットを配置する場合に比べて、ハウジングを局所的または全体的に大型化する必要がない。よって、上記構成を採用する場合には、駆動ユニットと切替ユニット等とを有するセット構成の全体的な大型化を抑制することができる。
上記態様に係る車両において、前記第１切替ユニットと前記第２切替ユニットとは、前記車両の上下方向において、互いに異なる高さ位置に配置されている、ことにしてもよい。
第１切替ユニットと第２切替ユニットについては、上下方向の同じ高さレベルに配置することも可能であるが、少なくとも一方の切替ユニットの上下に別部材が配されているような場合には、第１切替ユニットと第２切替ユニットの高さレベルが異なるという構成を採用することも可能である。これにより、周囲の部材との干渉を避けながら、駆動ユニットに対してコンパクトに切替ユニットを取り付けることが可能である。
上記態様に係る車両において、前記エンジンと前記第１切替ユニットおよび前記第２切替ユニットとを、前記後方側から見る場合に、前記第１切替ユニットおよび前記第２切替ユニットは、前記エンジンの外周よりも内側に収まるように配置されている、ことにしてもよい。
上記構成のように、第１切替ユニットおよび第２切替ユニットの両ユニットについて、エンジンの外周よりも内側に収まるように配置することで、駆動ユニットおよび切替ユニット等のセット構成の周囲の別部材との干渉を更に生じ難くすることができる。
上記態様に係る車両において、前記モータ冷却経路を流れる前記冷媒よりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する循環経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記冷媒と前記沸騰冷却用冷媒とが熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器を更に備える、ことにしてもよい。
上記のように、第１モータ冷却経路および第２モータ冷却経路を有するモータ冷却経路の他に、冷却能力が高い沸騰冷却器をモータ冷却用に備えることにより、過度に大きなサイズのモータ冷却経路を備えなくても、モータを十分に冷却することができる。よって、上記構成を採用する場合には、モータを高出力駆動したり、長時間継続駆動したりしても、モータを適温に維持することが可能となる。
上記態様に係る車両において、前記沸騰冷却器における前記凝縮部は、前記モータに対して前記車両の前後方向の後方側に隣接配置されている、ことにしてもよい。
上記のように、沸騰冷却器の凝縮部をモータよりも後方側に配置することとすれば、沸騰冷却用冷媒の凝縮時に外方に排出される熱（排熱）がモータに伝達されるのを抑制することが可能である。よって、モータを適温に維持するのに更に有効である。
上記態様に係る車両において、前記エンジンを冷却するためのエンジンオイルの経路であるエンジンオイル経路と、前記エンジンを冷却するための冷却水の経路である冷却水経路と、を更に備え、前記第１モータ冷却経路中には、前記エンジンオイル経路を流れる前記エンジンオイルと前記第１モータ冷却経路を流れる前記冷媒とが熱交換する第１熱交換器を含み、前記第２モータ冷却経路中には、前記冷却水経路を流れる前記冷却水と前記第２モータ冷却経路を流れる前記冷媒とが熱交換する第２熱交換器を含む、ことにしてもよい。
上記のように、第１熱交換器でエンジンオイルとモータ冷却用冷媒とが熱交換可能であり、第２熱交換器で冷却水とモータ冷却用冷媒とが熱交換可能である、こととすれば、エンジンを冷却するための構成をモータを冷却するための構成として共用することが可能である。よって、上記構成を採用する場合には、エンジンとモータとで個別に冷却手段を設ける場合に比べて駆動ユニットおよびこれに付帯する冷却手段の小型化を図ることが可能である。これより、上記構成を採用する場合には、駆動ユニットに対して冷却手段が付帯されてなるセット構成の小型化を図ることができ、当該セット構成を車両の中央に近い領域に配置することが可能となる。従って、車両の重心を車両中央またはその近傍に配置することが可能となり、車両運動性能の更なる向上を図ることができる。
上記態様に係る車両において、前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、前記エンジンの温度に基づき前記切替ユニットを制御する制御装置と、を更に備える、ことにしてもよい。
上記のように、切替ユニットの切替制御をエンジンの温度に基づくこととすれば、エンジンの冷却手段とモータの冷却手段とを共用しながら、モータの冷却が最適になされる。例えば、エンジンの温度が所定の温度よりも低い場合には、モータの熱をエンジンオイルに伝達して冷却し、所定の温度以上となった場合には、モータの熱を冷却水に伝達してモータを冷却することができる。車両においては、冷却水を冷却するためのラジエータを有しており、ラジエータにはラジエータファンが備え付けられているので、エンジンの温度が高くなった場合にもモータを適温に維持することができる。
また、エンジンの温度が所定の温度よりも低い場合には、モータの熱をエンジンオイルを介してエンジンに伝達することで、エンジンの温度を上昇させることができる。よって、エンジンでの車両走行（エンジン駆動モード）に移行した際のエンジンの効率の向上を図ることができる。
上記態様に係る車両において、前記モータのハウジングにおける、前記エンジンと前記モータとが隣接する側とは反対側の端面が、カバー部材で覆われている、ことにしてもよい。
上記のように、モータのハウジングにおける端面をカバー部材で覆う構成を採用すれば、仮に切替ユニットの一部がモータのハウジングから外部に露出していても、カバー部材で覆われることとなる。よって、外方からの力が切替ユニットに係ることを抑制することができ、高い安全性を確保するのに優位である。
上記の各態様に係る車両では、エンジンおよびモータを有する駆動ユニットの小型化を図ることで、車両の高い運動性能を実現することができる。
実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 車両における駆動ユニットの搭載位置を示す模式図である。 駆動ユニットの構成を示す斜視図である。 駆動ユニットの構成を示す斜視図である。 沸騰冷却器の配置を示す斜視図である。 オイルコントロールバルブの配置を示す斜視図である。 モータの冷却に係る構成を示す模式図である。 モータのハウジング内におけるオイル経路を示す背面図（一部切欠き断面図）である。 オイルコントロールバルブと沸騰冷却器の各部との位置関係を示す背面図である。
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
また、以下の説明で用いる図面において、「Ｆ」は車両前方、「Ｒ」は車両後方、「Ｕ」は車両上方、「Ｌ」は車両下方、「Ｌｅ」は車両左方、「Ｒｉ」は車両右方をそれぞれ示す。
［実施形態］
１．車両１の概略構成
本実施形態に係る車両１の概略構成について、図１を用いて説明する。
図１に示すように、車両１では、当該車両１を駆動するための駆動ユニット１０が、フロントエリア１ａにおける後方側部分に搭載されている。駆動ユニット１０は、エンジン１１～１３とモータ１４とを有する。駆動ユニット１０の詳細な構造については、後述する。
駆動ユニット１０の出力軸には、プロペラシャフト１５が接続されている。プロペラシャフト１５は、車両１の車幅方向中央を後方側に向けて延びている。プロペラシャフト１５の後端は、トランスミッション１６に接続されている。
トランスミッション１６には、デファレンシャルギヤ１７が接続されている。そして、デファレンシャルギヤ１７の車幅方向左右には、ドライブシャフト１８，１９がそれぞれ連結されている。ドライブシャフト１８，１９は、それぞれ後輪２０，２１に接続されている。即ち、本実施形態に係る車両１では、フロントエリア１ａに搭載された駆動ユニット１０が発生する駆動力により後輪２０，２１を駆動して走行する。
また、車両１においては、前輪２２，２３のそれぞれに対して、モータ２４，２５が接続されている。詳細な図示を省略しているが、モータ２４，２５は、所謂、インホイールモータである。モータ２４，２５は、車両１の発進時に動力を発生して前輪２２，２３に伝えるアシストモータとして機能する。また、モータ２４，２５は、車両１の減速時に発電する回生ブレーキとしても機能する。そして、車両１の減速時にモータ２４，２５で発生した電力は、キャパシタ２８等に充電される。
車両１には、バッテリ２６およびインバータ２７も搭載されている。バッテリ２６は、駆動ユニット１０のモータ１４に対して電力を供給するための蓄電モジュールである。本実施形態に係るバッテリ２６は、例えば、リチウムイオンバッテリである。バッテリ２６からの電力は、インバータ２７を介してモータ１４に供給される。
ここで、本実施形態に係る車両１では、駆動ユニット１０の駆動モードとして、エンジン駆動モードとモータ駆動モードとを備える。エンジン駆動モードは、エンジン１１～１３から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。モータ駆動モードは、モータ１４から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。
なお、車両１では、エンジン駆動モードで駆動の際にはモータ１４は駆動力を発生させず、モータ駆動モードで駆動の際にはエンジン１１～１３は駆動力を発生させないように構成している。
車両１において、エンジン駆動モードとモータ駆動モードとの切替制御は、駆動モード制御部２９が行う。駆動モード制御部２９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。駆動モード制御部２９は、運転者からの指示や、車両１の状況（車速、加減速度、バッテリ残容量）などを基に駆動モードの制御を実行する。
２．駆動ユニット１０の搭載位置
車両１における駆動ユニット１０の搭載位置について、図２を用いて説明する。
上述のように、車両１では、駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分に搭載されている。具体的には、駆動ユニット１０の重心Ａｘ１０が、前輪２２，２３（図２では、前輪２３のみを図示）の回転中心Ａｘ２３よりも後方側に位置するように駆動ユニット１０が搭載されている。また、駆動ユニット１０は、重心Ａｘ１０が前輪２２，２３の回転中心Ａｘ２３よりも下方側に位置するように搭載されている。
即ち、車両１においては、重量物である駆動ユニット１０をコンパクト化することによって、当該駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分であって、ボンネット３０と間隔を空けた下方側部分に搭載されている。これにより、車両１の重心位置Ａｘ１を車両１の長手方向の略中央の低い箇所とすることができる。
３．駆動ユニット１０およびその周辺の構成
駆動ユニット１０の詳細構成およびその周辺の構成について、図３から図６を用いて説明する。
図３および図４に示すように、駆動ユニット１０が有するエンジン１１～１３は、一例としてロータリーピストンを有するロータリーエンジンである。車両１において、エンジン１１～１３としてロータリーエンジンを採用することにより、駆動ユニット１０の小型化を図るのに優位である。
図４に示すように、エンジン１１～１３の下方には、オイルパン３８が配設されている。オイルパン３８は、車両前後方向および車幅方向の寸法に対して、高さ方向の寸法が小さい扁平形状を有する。これにより、駆動ユニット１０の高さを低く抑えるのに優位である。
上記のように、本実施形態に係る車両１においては、オイルパン３８が扁平形状を有するため、エンジンオイルの収容容量が少ない。このため、エンジン１１～１３を流通したエンジンオイルを集めることが主な機能である。よって、駆動ユニット１０の側方には、オイルパン３８で集められたエンジンオイルを貯留するためのオイルタンク３５が設けられている。
図３および図４に示すように、駆動ユニット１０の前方には、ラジエータ３１およびオイルクーラ３２が配設されている。ラジエータ３１は、エンジン１１～１３の熱により高温となった冷却水を冷却するためのデバイスであり、後方側にラジエータファン３１ａを有する。
オイルクーラ３２は、ラジエータ３１の後方に配置され、ラジエータ３１に沿うように配設されている。オイルクーラ３２の平面サイズは、ラジエータ３１よりも小型である。
エンジン１１～１３とラジエータ３１との間は、配管３６，３７により接続されている。配管３７とエンジン１１～１３との接続部分には、ウォーターポンプ３４が設けられている。
オイルクーラ３２、エンジン１１～１３、オイルタンク３５、およびオイルパン３８の相互間は、配管３９～４１等で接続されている。配管４１とエンジン１１～１３との接続部分には、オイルポンプ３３が設けられている。
駆動ユニット１０におけるモータ１４は、エンジン１３の後方に隣接して配置されている。エンジン１１～１３とモータ１４とは出力軸を共有する直結構造となっている。車両１の上下方向および車幅方向において、モータ１４の外観サイズは、エンジン１１～１３よりも小さく形成されている。
図３，４，６に示すように、モータ１４の側周部（側部ハウジング１４ｂ）には、２つの熱交換器４２，４３が取り付けられている。図６に示すように、駆動ユニット１０を車両前後方向の後方側から見た場合に、熱交換器４２，４３は、駆動ユニット１０の駆動軸４８よりも左側に配置されている。
また、熱交換器４３は、熱交換器４２に対して上方に離間した状態でモータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられている。そして、熱交換器４２，４３は、モータ１４の後部ハウジング１４ａよりも前方に収まるように配置されている。換言すると、熱交換器４２および熱交換器４３は、車両１の前後方向において、モータ１４の側部ハウジング１４ｂで収まるように配置されている。
また、図６などに示すように、熱交換器４２および熱交換器４３のそれぞれは、高さ方向の寸法が長さ方向の寸法および幅方向の寸法に比べて小さい扁平な外観形状を有する。このように扁平な外観形状を有する熱交換器４２および熱交換器４３を採用することにより、駆動ユニット１０に対して熱交換器４２，４３が取り付けられてなるセット構成のサイズを小型化するのに優位である。
図５に示すように、モータ１４の後部ハウジング１４ａは、後端側の端面がトルクチューブ４７で覆われている。トルクチューブ４７は、「カバー部材」に該当する。そして、モータ１４の側部ハウジング１４ｂからトルクチューブ４７の前方側部分までにかけての領域には、沸騰冷却器４４が設けられている。沸騰冷却器４４は、沸騰部４４ａ、凝縮部４４ｂ、配管４４ｃ、および沸騰冷却器ファン４４ｄを有する。沸騰冷却器４４の配管４４ｃには、モータ１４の冷却用オイルよりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が充填されている。
沸騰部４４ａは、モータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられており、沸騰冷却用冷媒とモータ１４の冷却用オイル（モータ冷却オイル）との間で熱交換する部分である。
凝縮部４４ｂは、モータ１４よりも後方側に配されたトルクチューブ４７の前方側部分に取り付けられている。凝縮部４４ｂは、沸騰部４４ａでの熱交換により沸騰した（蒸発した）沸騰冷却用冷媒を凝縮させる部分である。配管４４ｃは、沸騰部４４ａと凝縮部４４ｂとの間での沸騰冷却用冷媒の循環経路である。沸騰冷却器ファン４４ｄは、凝縮部４４ｂに送風することで沸騰冷却用冷媒の凝縮を促進するための部分である。
沸騰冷却器４４において、沸騰冷却器ファン４４ｄは、凝縮部４４ｂの下方に隣接配置されている。そして、沸騰冷却器ファン４４ｄからは、上方に向けて送風される。沸騰冷却器４４の凝縮部４４ｂおよび沸騰冷却器ファン４４ｄをモータ１４よりも後方のトルクチューブ４７に取り付けることにより、凝縮部４４ｂを通過して暖まった空気が再びモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂに吹きかけられるのを防ぐことができる。よって、モータ１４を適温に維持するのに有効である。
図６に示すように、モータ１４の外殻は、後部ハウジング１４ａ、側部ハウジング１４ｂ、および背面カバー１４ｅにより構成されている。上述のように、側部ハウジング１４ｂには、２つの熱交換器４２，４３が取り付けられている。
一方、後部ハウジング１４ａの背面側には、オイルコントロールバルブ４５，４６が設けられている。なお、オイルコントロールバルブ４５，４６は、「切替ユニット」に該当する。より詳しくは、オイルコントロールバルブ４５が「第１切替ユニット」に該当し、オイルコントロールバルブ４６が「第２切替ユニット」に該当する。オイルコントロールバルブ４５，４６が果たす役割については、後述するが、モータ冷却オイルが流れるモータ冷却オイル経路の切り替えを行う部分である。
ここで、本実施形態に係る車両１では、オイルコントロールバルブ４５，４６のそれぞれは、構成の一部が背面カバー１４ｅよりも内方の後部ハウジング１４ａ内に配設されている。モータ冷却オイル経路については、そのすべてが後部ハウジング１４ａ内に配設されている。
なお、上述のように、モータ１４の後部ハウジング１４ａについては、後方側の端面がトルクチューブ４７で覆われ、これによって、オイルコントロールバルブ４６，４７は、後部ハウジング１４ａから外方に露出した部分も含めてトルクチューブ４７により覆われることになる。
４．モータ１４の冷却構成
駆動ユニット１０におけるモータ１４の冷却構成について、図７を用いて説明する。
図７に示すように、モータ１４は、ハウジング１４ａ，１４ｂおよび背面カバー１４ｅ（図７では、側部ハウジング１４ｂのみを図示）と、ロータ・ステータ１４ｃと、オイルパン１４ｄとを有する。ハウジング１４ａ，１４ｂの上部には、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２が接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ３１は「第１モータ冷却経路」に該当し、モータ冷却オイル経路ＬＮ３２は「第２モータ冷却経路」に該当する。
モータ駆動モードの実行時において、モータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２の何れかからロータ・ステータ１４ｃを冷却してオイルパン１４ｄに流れる。オイルパン１４ｄで受けられたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３を通りモータ１４用のオイルポンプ５０に送られる。なお、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３には、モータ冷却オイル経路ＬＮ３５を介してプレッシャーリリーフバルブ５１も接続されている。
モータ冷却オイルは、オイルポンプ５０からモータ冷却オイル経路ＬＮ３４を通りオイルコントロールバルブ４６に送られる。オイルコントロールバルブ４６は、モータ冷却オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ２１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ２２の何れか一方に切り替えるバルブである。
モータ冷却オイル経路ＬＮ２１は、オイルコントロールバルブ４５に接続されている。オイルコントロールバルブ４５は、モータ冷却オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ１１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ１２の何れか一方に切り替えるバルブである。
モータ冷却経路ＬＮ１１は「第１モータ冷却経路」に該当し、モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は「第２モータ冷却経路」に該当する。モータ冷却オイル経路ＬＮ１１は、熱交換器４２を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３１に接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は、熱交換器４３を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３２に接続されている。
エンジンオイルの循環経路において、オイルポンプ３３から導出されたエンジンオイルは、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４１から熱交換器４２を介してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２へと流れる。熱交換器４２を経由してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２へと流れたエンジンオイルは、エキセントリックシャフトへと送られる。そして、ロータを潤滑・冷却する。
また、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４２に送られたエンジンオイルの一部は、エンジン１１～１３の燃焼室に噴射され、ハウジング、アペックスシール、およびサイドシールを潤滑・冷却する。
熱交換器４２では、モータ冷却オイルとエンジンオイルとの間で熱交換可能となっている。即ち、モータ駆動モードの実行時においては、モータ１４で発生した熱をエンジンオイルへと伝達して冷却するとともに、エンジンオイルを昇温することができるようになっている。よって、車両１では、モータ駆動モードの実行時において、エンジンオイルの循環経路を共用してモータ１４の冷却ができるとともに、燃料が燃焼室に供給されていない状態でのエンジン１１～１３の暖気を行うこともできる。よって、駆動ユニット１０の冷却系統の小型化を図ることができるとともに、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。
エンジン１１～１３の冷却水の循環経路において、エンジン１１～１３の高圧ウォータージャケットから導出された冷却水は、エンジン冷却水経路ＬＮ４３から熱交換器４３を介してエンジン冷却水経路ＬＮ４４に送られる。熱交換器４３を経由してエンジン冷却水経路ＬＮ４４へと流れた冷却水は、エンジン１１～１３の低圧ウォータージャケットに導入される。
熱交換器４３では、モータ冷却オイルとエンジン冷却用の冷却水との間で熱交換可能となっている。これによっても、モータ駆動モードの実行時において、モータ１４で発生した熱を冷却水へと伝達して冷却するとともに、冷却水を昇温することができるようになっている。よって、駆動ユニット１０の冷却系統の小型化を図ることができるとともに、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。なお、熱交換器４３でモータ冷却オイルの熱を冷却水に伝達する冷却系統を用いる場合（第２モータ冷却経路を用いた冷却）では、熱交換器４２でモータ冷却オイルの熱をエンジンオイルに伝達する冷却系統を用いる場合（第１モータ冷却経路を用いた冷却）よりも高い冷却性能を得ることができる。これは、冷却水の冷却のためのラジエータ３１がオイルクーラ３２よりも大型であることに加えて、ラジエータ３１にはラジエータファン３１ａを有することによるものである。
モータ１４のオイルパン１４ｄには、沸騰冷却器４４の沸騰部４４ａが配設されている。ここで、図５を用いて説明したように、沸騰部４４ａは、その外殻がモータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられているが、配管４４ｃに充填された沸騰冷却用冷媒がオイルパン１４ｄ内のモータ冷却オイルと熱交換可能となっている。
また、車両１においては、バルブ制御部５２およびエンジン水温センサ５３も備える。エンジン水温センサ５３は、「エンジン温度検出手段」に該当し、例えば、エンジン１３とラジエータ３１との間の配管３６に設けられている。バルブ制御部５２は、「制御装置」に該当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。バルブ制御部５２は、エンジン水温センサ５３と信号線ＳＬ１で接続され、オイルコントロールバルブ４５，４６のそれぞれと信号線ＳＬ２，ＳＬ３で接続され、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄと信号線ＳＬ４で接続されている。
５．バルブ制御部５２が実行するモータ１４の冷却制御方法
バルブ制御部５２は、モータ駆動モードの実行時において（モータ１４の駆動力により車両１が走行している場合において）、エンジン水温センサ５３からのエンジン水温に関する情報を基に、オイルコントロールバルブ４５，４６の切替制御および沸騰冷却器ファン４４ｄの駆動制御を実行する。具体的には、次のように制御を行う。
（１）エンジン水温が第１閾値未満である場合
バルブ制御部５２は、エンジン水温が第１閾値未満であると判断した場合には、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する。なお、本実施形態において、第１閾値は一例として４０℃である。
エンジン水温が第１閾値未満である場合には、オイルポンプ５０から送られたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４，ＬＮ２１，ＬＮ１１，ＬＮ３１を通り、モータ１４に導入される。そして、熱交換器４２において、モータ冷却オイルとエンジンオイルとの間で熱交換がなされる。これにより、モータ冷却オイルの熱がエンジンオイルに伝達されることで、モータ１４の冷却がなされるとともに、燃焼室に燃料が供給されていない状態のエンジン１１～１３の昇温を図ることができる。よって、モータ１４の適温の維持を図りながら、エンジン１１～１３の暖気を行うことができる。
（２）エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満である場合
バルブ制御部５２は、エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満であると判断した場合には、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１２とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する。なお、本実施形態において、第２閾値は一例として８０℃である。
エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満である場合には、オイルポンプから送られたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４，ＬＮ２１，ＬＮ１２，ＬＮ３２を通り、モータ１４に導入される。そして、熱交換器４３において、モータ冷却オイルと冷却水との間で熱交換がなされる。
また、エンジン水温が第１閾値以上の場合には、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄがバルブ制御部５２からの指令を受けて駆動する。
以上のように、モータ駆動モードの実行時において、モータ１４で発生した熱をエンジン１１～１３の冷却水を介して放熱することができるとともに、沸騰冷却器４４でも放熱することができる。また、エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満である場合においても、燃焼室に燃料が供給されていないエンジン１１～１３の暖気を行うことができる。
（３）エンジン水温が第２閾値以上である場合
バルブ制御部５２は、エンジン水温が第２閾値以上であると判断した場合には、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２２とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御する。なお、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄは、エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満の場合と同様に、駆動している。
以上のように、エンジン水温が第２閾値以上である場合には、オイルポンプ５０から送られたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４，ＬＮ２２を通り、モータ１４に導入される。そして、エンジン水温が第２閾値以上である場合には、モータ冷却オイルと冷却水およびエンジンオイルお何れとの間でも熱交換はなされない。
モータ１４の駆動力による車両１の走行時において、エンジン水温が第２閾値以上である場合には、モータ１４で発生した熱を沸騰冷却器４４を介して放熱することができる。
６．モータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に設けられたオイルコントロールバルブ４５，４６
モータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に設けられたオイルコントロールバルブ４５，４６およびオイル経路について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８では、トルクチューブ４７およびモータ１４の背面カバー１４ｅを外し、且つ、後部ハウジング１４ａ等の一部を切り取った断面で示している。
図８に示すように、モータ冷却オイルが通流されるモータ冷却オイル経路ＬＮ１１，ＬＮ１２，ＬＮ２１，ＬＮ２２，ＬＮ３１～ＬＮ３５（モータ冷却オイル経路ＬＮ３３は図示を省略）は、モータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に設けられている。また、オイルコントロールバルブ４５，４６についても、実際にオイル経路を切り替えるスプール部分はモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に設けられている。
図８に示すように、モータ１４を車両１における前後方向の後方側から見た場合に、出力軸４８の中心軸ＡｘＳよりも上方にオイルコントロールバルブ４５，４６が配置されている。オイルコントロールバルブ４５は、出力軸４８の中心軸ＡｘＳよりも車幅方向右側に配置され、オイルコントロールバルブ４６は、出力軸４８の中心軸ＡｘＳよりも車幅方向左側に配置されている。
モータ冷却オイル経路ＬＮ３４は、オイルポンプ５０から車幅方向左側に配置されたオイルコントロールバルブ４６へと接続されている。また、モータ冷却オイル経路ＬＮ３５は、オイルコントロールバルブ４６の下方に配置されたプレッシャーリリーフバルブ５１へと接続されている。ここで、プレッシャーリリーフバルブ５１は、外側端（下端）が真下ではなく左斜め下を向くように傾斜姿勢で配置されている。これは、モータ１４の下方に設けられているオイルパン１４ｄ（図７を参照）および沸騰冷却器４４の沸騰部４４ａとの干渉を避けるためである。
なお、モータ１４の下辺を起点としたオイルコントロールバルブ４６の高さＨ４６は、オイルコントロールバルブ４５の高さＨ４５よりも高く設定されている。これは、オイルコントロールバルブ４６の下方に配置されたプレッシャーリリーフバルブ５１との干渉を避けるためである。
また、オイルコントロールバルブ４５の高さＨ４５がオイルコントロールバルブ４６の高さＨ４６よりも低く設定されているのは、図９に示すように、後方且つ上方に配置される沸騰冷却器４４の凝縮部４４ｂおよび沸騰冷却器ファン４４ｄに対して干渉が生じ難くするためである。
図８に戻って、オイルコントロールバルブ４６には、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１が接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ２１は、出力軸４８の上側外周に湾曲形成されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ２１は、オイルコントロールバルブ４５に接続されている。
オイルコントロールバルブ４６には、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２も接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ２２の他端は、モータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に対して、当該ハウジング１４ａ，１４ｂ内に収容されたロータ・ステータ１４ｃにモータ冷却オイルを通流できるように接続されている。
オイルコントロールバルブ４５には、モータ冷却オイル経路ＬＮ１１およびモータ冷却オイル経路ＬＮ１２が接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１１は、出力軸４８の下側外周に湾曲形成されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１１の他端は、熱交換器４２に接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１の更に上側外周に湾曲形成されている。そして、モータ冷却オイル経路ＬＮ１２の他端は、熱交換器４３に接続されている。
モータ冷却オイル経路ＬＮ３１は、一端が熱交換器４２に接続され、他端がモータ冷却オイル経路ＬＮ２２に接続されている。熱交換器４２を経由して流れてきたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３１からモータ冷却オイル経路ＬＮ２２を通りモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に通流される。
モータ冷却オイル経路ＬＮ３２は、一端が熱交換器４３に接続され、他端がモータ冷却オイル経路ＬＮ２２に接続されている。熱交換器４３を経由して流れてきたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３２からモータ冷却オイル経路ＬＮ２２を通りモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に通流される。
以上のように、本実施形態に係る車両１では、オイルコントロールバルブ４５，４６、およびモータ冷却オイル経路ＬＮ１１，ＬＮ１２，ＬＮ２１，ＬＮ２２，ＬＮ３１～ＬＮ３５をモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内に設けることで、ハウジング１４ａ，１４ｂの外方にこれらオイルコントロールバルブ４５，４６やモータ冷却オイル経路ＬＮ１１，ＬＮ１２，ＬＮ２１，ＬＮ２２，ＬＮ３１～ＬＮ３５を設ける場合に比べて、駆動ユニット１０とオイルコントロールバルブ４５，４６およびモータ冷却オイル経路ＬＮ１１，ＬＮ１２，ＬＮ２１，ＬＮ２２，ＬＮ３１～ＬＮ３５などとのセット構成の小型化が可能となる。
［変形例］
上記実施形態では、２つのオイルコントロールバルブ４５，４６でモータ冷却オイル経路の切り替えを実行することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つのバルブで経路切り替えを実行する構成としてもよいし、３つ以上のバルブで経路切り替えを実行する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、モータ冷却オイル経路の切替ユニットの一例としてスプール式のバルブを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ポペット式やスライド式のバルブを採用することもできる。
さらに、モータ冷却経路の切替ユニットとして、サーモスタットなどを用いることも可能である。
上記実施形態では、３つのエンジン１１～１３と１つのモータ１４とで構成された駆動ユニットを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つのエンジンと１つのモータとで構成される駆動ユニットや、複数のエンジンと複数のモータとで構成される駆動ユニットを採用することもできる。
上記実施形態では、モータ冷却用冷媒の一例としてオイルを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、冷却水を用いることなども可能である。
上記実施形態では、エンジン１１～１３をロータリーエンジンとしたが、本発明は、レシプロエンジンを採用することもできる。ただし、ロータリーエンジンを採用する上記実施形態に係る車両１では、駆動ユニット１０をよりコンパクト化することができ、より高い車両運動性能を実現するために優位である。
また、上記実施形態では、オイルコントロールバルブ４５，４６の各一部がモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｄの外方に露出する構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではなく、切替ユニットの構成の全てを駆動ユニットのハウジング内に設けることとしてもよい。
上記実施形態では、オイルクーラ３２には冷却ファンを備えないこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。オイルクーラに冷却ファンを備えたり、オイルクーラのフィンに霧状の水を噴霧することができる機構を付加したりすることなども可能である。
上記実施形態では、車両１の一例としてＦＲ車を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、リヤに駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＲＲ車や、運転席の後部に駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＭＲ車、さらにはフロントエリアの後方側部分に駆動ユニットを搭載し、駆動力を前輪に伝達するＦＦ車を採用することも可能である。
１ 車両
１０ 駆動ユニット
１１～１３ エンジン
１４ モータ
１４ａ 後部ハウジング（ハウジング）
１４ｂ 側部ハウジング（ハウジング）
２６ バッテリ
２９ 駆動モード制御部
３１ ラジエータ
３２ オイルクーラ
４２，４３ 熱交換器
４４ 沸騰冷却器
４４ａ 沸騰部
４４ｂ 凝縮部
４４ｄ 沸騰冷却器ファン
４５ オイルコントロールバルブ（第１切替ユニット）
４６ オイルコントロールバルブ（第２切替ユニット）
４７ トルクチューブ（カバー部材）
４８ 出力軸
５１ プレッシャーリリーフバルブ
５２ バルブ制御部（制御装置）
５３ エンジン水温センサ（エンジン温度検出手段）
ＬＮ１１，ＬＮ３１ モータ冷却オイル経路（第１モータ冷却経路）
ＬＮ１２，ＬＮ３２ モータ冷却オイル経路（第２モータ冷却経路）

Claims (9)

  1. 互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有した、車両走行用の駆動源である駆動ユニットと、
    前記モータに接続され、前記モータを冷却する冷媒の経路であって、第１モータ冷却経路と、前記第１モータ冷却経路よりも前記冷媒による冷却性能が高い第２モータ冷却経路とを有するモータ冷却経路と、
    前記第１モータ冷却経路と前記第２モータ冷却経路との両方に接続され、前記第１モータ冷却経路に前記冷媒を通流させることによる前記モータの冷却と、前記第２モータ冷却経路に前記冷媒を通流させることによる前記モータの冷却とを切り替える切替ユニットと、
    を備え、
    前記モータは、回転動力を出力するロータおよびステータを収容するハウジングを有し、
    前記切替ユニットの少なくとも一部と前記モータ冷却経路の一部とは、前記ハウジング内に設けられており、
    前記冷媒はオイルであり、
    前記切替ユニットは切替バルブである、
    車両。
  2. 請求項１に記載の車両において、
    前記駆動ユニットにおいて、前記モータは、前記エンジンに対して前記車両の前後方向の後方側に隣接配置されており、
    前記駆動ユニットの出力軸は、前記エンジンから前記後方側に向けて延出形成されており、
    前記切替ユニットは、第１切替ユニットと第２切替ユニットとを有し、
    前記第１切替ユニットと前記第２切替ユニットとは、前記駆動ユニットの前記出力軸の軸芯に対して、前記車両の上下方向の上方において、前記車両の車幅方向の左右に分散した状態配置されている、
    車両。
  3. 請求項２に記載の車両において、
    前記第１切替ユニットと前記第２切替ユニットとは、前記車両の上下方向において、互いに異なる高さ位置に配置されている、
    車両。
  4. 請求項２または請求項３に記載の車両において、
    前記エンジンと前記第１切替ユニットおよび前記第２切替ユニットとを、前記後方側から見る場合に、前記第１切替ユニットおよび前記第２切替ユニットは、前記エンジンの外周よりも内側に収まるように配置されている、
    車両。
  5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の車両において、
    前記モータ冷却経路を流れる前記冷媒よりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する循環経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記冷媒と前記沸騰冷却用冷媒とが熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器を更に備える、
    車両。
  6. 請求項５に記載の車両において、
    前記沸騰冷却器における前記凝縮部は、前記モータに対して前記車両の前後方向の後方側に隣接配置されている、
    車両。
  7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の車両において、
    前記エンジンを冷却するためのエンジンオイルの経路であるエンジンオイル経路と、
    前記エンジンを冷却するための冷却水の経路である冷却水経路と、
    を更に備え、
    前記第１モータ冷却経路中には、前記エンジンオイル経路を流れる前記エンジンオイルと前記第１モータ冷却経路を流れる前記冷媒とが熱交換する第１熱交換器を含み、
    前記第２モータ冷却経路中には、前記冷却水経路を流れる前記冷却水と前記第２モータ冷却経路を流れる前記冷媒とが熱交換する第２熱交換器を含む、
    車両。
  8. 請求項７に記載の車両において、
    前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
    前記エンジンの温度に基づき前記切替ユニットを制御する制御装置と、
    を更に備える、
    車両。
  9. 請求項１から請求項８の何れかに記載の車両において、
    前記モータのハウジングにおける、前記エンジンと前記モータとが隣接する側とは反対側の端面が、カバー部材で覆われている、
    車両。
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