(57)【要約】【課題】冷却装置の小型化を図るとともに、冷却性能および潤滑性能を向上させること。【解決手段】ハイブリッド車両の冷却装置１００において、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルを、各モータ２，３とインバータ２１と潤滑必要部３０とに供給するオイル循環回路２００を備え、電動オイルポンプ１０１から吐出されＨＶラジエータ１０３で冷却されたオイルをインバータ２１および各モータ２，３に供給する第１回路２１０と、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルをＨＶラジエータ１０３で冷却させずに潤滑必要部３０に供給する第２回路２２０とを有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機と接続されたインバータと、前記電動機から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、を備える車両に搭載された車両用冷却装置において、
オイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルを冷却するオイルクーラと、を備え、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由させて前記電動機または前記インバータに供給する第１回路と、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由せずに前記動力伝達機構に含まれる潤滑必要部に供給する第２回路と、
を備えることを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項２】
前記オイルポンプは、電動オイルポンプであることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記オイルポンプと前記オイルクーラとの間の分岐点において前記第１回路と前記第２回路とが分岐していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記分岐点には、前記第１回路と前記第２回路への分配流量を制御する流量制御弁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記オイルポンプは、
前記第１回路にオイルを吐出する第１吐出口と、
前記第２回路にオイルを吐出する第２吐出口と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが直列に接続された直列回路であり、
前記電動機は、前記インバータの下流側に設けられている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが並列に接続された並列回路であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記第１回路は、前記電動機のステータに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する油路を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと電動機を搭載したハイブリッド車両の冷却装置として、電動機と電気的に接続されたインバータを冷却するためのインバータ冷却回路が知られている。インバータ冷却回路は、冷媒として冷却水（ハイブリッド冷却水）を循環させることが知られている。
【０００３】
また、ハイブリッド冷却水とは異なる冷却水（エンジン冷却水）を冷媒とするエンジン冷却回路が周知である。特許文献１には、エンジン冷却回路と、オイルを冷媒とするトランスアクスル冷却回路とを有する冷却装置として、熱交換器でエンジン冷却水とオイルとの間での熱交換を行うものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９９８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリッド車両では、インバータ冷却回路、エンジン冷却回路、およびトランスアクスル冷却回路を有する冷却装置を搭載することが考えられる。上述した各冷却回路では、ハイブリッド冷却水、エンジン冷却水、およびオイルという専用の液体を、それぞれに独立した流路に循環させている。そのため、各冷却回路を構成する部品の点数が多くなるとともに、全体として冷却装置が大型化してしまう。
【０００６】
また、特許文献１に記載されたトランスアクスル冷却回路では、オイルの供給先であるトランスアクスルケース内に、オイルによる潤滑および暖機が必要な部位（潤滑必要部）と、オイルによる冷却が必要な部位（冷却必要部）とが含まれる。潤滑必要部であるトランスミッションのギヤ等には、オイルによる撹拌抵抗を低減するために、温かいオイルを供給する必要がある。一方、冷却必要部である電動機には、電動機を冷却するために、低温のオイルを供給する必要がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、トランスアクスル冷却回路のオイルが、トランスアクスルケース内で潤滑必要部と冷却必要部の区別なく供給される。そのため、潤滑よりも冷却を優先する場合、冷却したい部位（冷却必要部）と同時に、温めたい部位（潤滑必要部）も冷却されてしまう。一方、冷却よりも潤滑を優先する場合、温めたい部位（潤滑必要部）と同時に、冷却したい部位（冷却必要部）も温められてしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、冷却装置の小型化を図るとともに、冷却性能および潤滑性能を向上させることができる車両用冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電動機と、前記電動機と接続されたインバータと、前記電動機から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、を備える車両に搭載された車両用冷却装置において、オイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルを冷却するオイルクーラと、を備え、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由させて前記電動機または前記インバータに供給する第１回路と、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由せずに前記動力伝達機構に含まれる潤滑必要部に供給する第２回路と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、一つのオイルポンプによって、インバータ、電動機、および潤滑必要部にオイルを供給することができる。これにより、車両用冷却装置の小型化を図れる。小型化された車両用冷却装置が搭載されることによって車両の燃費が向上する。また、第１回路は、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルクーラで冷却してインバータおよび電動機に供給する冷却回路である。第２回路は、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルクーラで冷却せずに潤滑必要部に供給する潤滑回路である。これにより、冷却性能および潤滑性能の両立を図ることができる。
【００１１】
本発明は、上記発明において、前記オイルポンプは、電動オイルポンプであることが好ましい。
【００１２】
本発明では、電動オイルポンプであることによって、ＥＶ走行中に電動機を冷却可能であるとともに、潤滑必要部への潤滑オイルを供給可能である。また、電動オイルポンプによって第１回路および第２回路のオイル流量を制御できる。
【００１３】
本発明は、上記発明において、前記オイルポンプと前記オイルクーラとの間の分岐点において前記第１回路と前記第２回路とが分岐していることが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記発明において、前記分岐点には、前記第１回路と前記第２回路への分配流量を制御する流量制御弁が設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明では、分岐点に設けられた流量制御弁によって、例えば電動機の負荷や潤滑オイルの温度などの車両状態に応じて、第１回路と第２回路へのオイル流量の分配を制御できる。
【００１６】
本発明は、上記発明において、前記オイルポンプは、前記第１回路にオイルを吐出する第１吐出口と、前記第２回路にオイルを吐出する第２吐出口と、を有することが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記発明において、前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが直列に接続された直列回路であり、前記電動機は、前記インバータの下流側に設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明では、第１回路は、オイルポンプの下流側でオイルクーラと電動機との間にインバータを有する直列回路である。電動機とインバータとで耐熱温度を比較すると、インバータの耐熱温度の方が低い。第１回路によれば、オイルクーラで冷却されたオイルを電動機よりも先にインバータに供給できる。
【００１９】
本発明は、上記発明において、前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが並列に接続された並列回路であることが好ましい。
【００２０】
本発明では、第１回路が並列回路であるため、オイルクーラで冷却されたオイルをインバータを経由せずに電動機に供給できる。これにより、電動機に供給されるオイルの温度は、インバータとの熱交換によって温度上昇していないことになり、低温のオイルで電動機を冷却できる。
【００２１】
本発明は、上記発明において、前記第１回路は、前記電動機のステータに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する油路を含むことが好ましい。
【００２２】
本発明では、ステータに向けてオイルを吐出することによってステータをオイルで直接冷却できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、従来は別構造であったインバータ冷却回路とトランスアクスル冷却回路とが、一つのオイルポンプによって同一のオイルを循環させる回路により構成されている。そのため、冷却装置の小型化が図れる。冷却装置が小型化されると軽量化できるので、その軽量化された冷却装置を搭載した車両は燃費が向上する。また、第１回路はインバータと電動機に冷却後のオイルを供給し、第２回路は潤滑必要部には冷却なしのオイルを供給する。これにより、冷却性能および潤滑性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、車両用冷却装置が搭載される車両の一例を示すスケルトン図である。
【図２】図２は、第１実施形態における車両用冷却装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態の変形例における冷却装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、第２実施形態における冷却装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、第３実施形態における冷却装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両用冷却装置について具体的に説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
［１．車両］
図１は、車両用冷却装置が搭載される車両の一例を示すスケルトン図である。車両Ｖｅは、動力源として、エンジン１と、第１モータ（ＭＧ１）２と、第２モータ（ＭＧ２）３とを備えたハイブリッド車両である。エンジン１は、周知の内燃機関である。各モータ２，３は、モータ機能と発電機能とを有する周知のモータ・ジェネレータである。また、各モータ２，３は、インバータ２１を介してバッテリ２２に電気的に接続されている。その第１モータ２および第２モータ３は、トランスアクスルケース４０内の冷却必要部である。
【００２７】
車両Ｖｅは、エンジン１から駆動輪４に至る動力伝達経路中に、動力分割機構５を備える。車両Ｖｅでは、動力分割機構５によって、エンジン１が出力した動力を第１モータ２側と駆動輪４側とに分割できる。その際、第１モータ２はエンジン１が出力した動力によって発電し、その電力がバッテリ２２に蓄電され、あるいはインバータ２１を介して第２モータ３に供給される。
【００２８】
エンジン１のクランクシャフトと同一軸線上に、入力軸６と動力分割機構５と第１モータ２とが配置されている。クランクシャフトと入力軸６とは、図示しないトルクリミッタなどを介して連結されている。第１モータ２は、動力分割機構５に隣接し、軸線方向でエンジン１とは反対側に配置されている。第１モータ２は、コイルが巻き回されたステータ２ａと、ロータ２ｂと、ロータ軸２ｃとを備えている。
【００２９】
動力分割機構５は、複数の回転要素を有する差動機構であって、図１に示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。動力分割機構５は、三つの回転要素として、外歯歯車のサンギヤ５Ｓと、サンギヤ５Ｓに対して同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ５Ｒと、これらサンギヤ５Ｓとリングギヤ５Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持しているキャリア５Ｃとを備えている。
【００３０】
サンギヤ５Ｓには、第１モータ２のロータ軸２ｃが一体回転するように連結されている。キャリア５Ｃには、入力軸６が一体回転するように連結されている。エンジン１は、入力軸６を介してキャリア５Ｃに連結されている。リングギヤ５Ｒには、動力分割機構５から駆動輪４側へ向けてトルクを出力する出力ギヤ７が一体化されている。出力ギヤ７は、リングギヤ５Ｒと一体回転する外歯歯車であり、カウンタギヤ機構８のカウンタドリブンギヤ８ｂと噛み合っている。
【００３１】
出力ギヤ７は、カウンタギヤ機構８を介してデファレンシャルギヤ機構９に連結されている。カウンタギヤ機構８は、入力軸６と平行に配置されたカウンタシャフト８ａと、出力ギヤ７と噛み合っているカウンタドリブンギヤ８ｂと、デファレンシャルギヤ機構９のリングギヤ９ａと噛み合っているカウンタドライブギヤ８ｃとを有する。カウンタシャフト８ａには、カウンタドリブンギヤ８ｂとカウンタドライブギヤ８ｃとが一体回転するように取り付けられている。デファレンシャルギヤ機構９には、左右のドライブシャフト１０を介して駆動輪４が連結されている。
【００３２】
車両Ｖｅでは、エンジン１から駆動輪４に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力したトルクを付加できるように構成されている。第２モータ３は、コイルが巻き回されたステータ３ａと、ロータ３ｂと、ロータ軸３ｃとを備えている。ロータ軸３ｃは、カウンタシャフト８ａと平行に配置されている。そのロータ軸３ｃには、カウンタドリブンギヤ８ｂと噛み合っているリダクションギヤ１１が一体回転するように取り付けられている。
【００３３】
［２．冷却装置］
図２は、第１実施形態における車両用冷却装置の概略構成を示す模式図である。第１実施形態の車両用冷却装置（以下単に「冷却装置」という）１００は、図１に示す車両Ｖｅに搭載されるものであり、トランスミッションの潤滑オイル（Ｔ／Ｍ潤滑オイル）によってインバータ２１を冷却するように構成されている。
【００３４】
図２に示すように、冷却装置１００は、オイルを循環させるオイル循環回路２００を備えている。オイル循環回路２００は、インバータ２１および各モータ２，３を冷却するための冷却回路（以下「第１回路」という）２１０と、潤滑必要部３０を潤滑および暖機するための潤滑回路（以下「第２回路」という）２２０とを有する。潤滑必要部３０とは、車両Ｖｅ（図１に示す）の動力伝達機構のうち、トランスアクスルケース４０内でオイルによる潤滑および暖機が必要な部位（主にギヤ）のことである。その動力伝達機構は、車両Ｖｅの動力源（エンジン１，第１モータ２，第２モータ３）から出力された動力を車輪（駆動輪４）に伝達する機構である。
【００３５】
詳細には、オイル循環回路２００は、冷媒としてのオイルをインバータ２１に供給する油路（インバータ油路）と、トランスアクスルケース４０内の冷却必要部および潤滑必要部３０にオイルを供給する油路（トランスアクスル油路）とを連通させた構造を有する。すなわち、インバータ油路とトランスアクスル油路とを含むオイル循環回路２００内には、オイルという同一の液体のみが循環する。
【００３６】
また、冷却装置１００は、一つの電動オイルポンプ１０１によって、オイル循環回路２００内のオイルを供給先に向けて圧送する。電動オイルポンプ１０１は、電動モータ（図示せず）によって駆動する。その電動モータは、制御装置（ＥＣＵ）１５０の制御によって駆動する。制御装置１５０は、周知の電子制御装置により構成され、電動オイルポンプ１０１を駆動制御する。電動オイルポンプ１０１は、制御装置１５０の制御によって駆動するものであり、オイル貯留部１０４内に貯留されているオイルを吸入し、吐出口から吐出油路２０１内に吐出する。電動オイルポンプ１０１から吐出油路２０１内に吐出されたオイルは、電動オイルポンプ１０１の吐出圧によって、オイル循環回路２００内を下流側に向けて圧送される。
【００３７】
［２−１．第１回路］
第１回路２１０は、電動オイルポンプ１０１と、吐出油路２０１と、流量制御弁１０２と、空冷前油路２０２と、ハイブリッド専用ラジエータ（以下「ＨＶラジエータ」という）１０３と、第１供給油路２０３と、インバータ２１と、第２供給油路２０４と、各モータ２，３とを有する。第１回路２１０は、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルをＨＶラジエータ１０３で冷却させた後、インバータ２１および各モータ２，３に供給する。すなわち、第１回路２１０ではＨＶラジエータ１０３を経由したオイルが冷却必要部に供給される。
【００３８】
吐出油路２０１は、電動オイルポンプ１０１の吐出口に接続されている。流量制御弁１０２は、第１回路２１０内で、電動オイルポンプ１０１とＨＶラジエータ１０３との間に設けられている。空冷前油路２０２は、流量制御弁１０２とＨＶラジエータ１０３との間の油路である。図２に示すように、流量制御弁１０２の供給ポート（流入口）には、吐出油路２０１が接続され、流量制御弁１０２の第１吐出ポート（冷却側ポート）には、空冷前油路２０２が接続されている。そのため、電動オイルポンプ１０１が吐出したオイルは、流量制御弁１０２を通過してＨＶラジエータ１０３へ圧送される。その際、流量制御弁１０２は、空冷前油路２０２からＨＶラジエータ１０３内に流入するオイル流量を制御する。
【００３９】
ＨＶラジエータ１０３は、空気（例えば車両Ｖｅの外気）と第１回路２１０を流通するオイルとの間で熱交換を行う熱交換器である。すなわち、ＨＶラジエータ１０３は、空冷式オイルクーラである。ＨＶラジエータ１０３内を流通するオイルは、車両Ｖｅの外気と熱交換することによって放熱する。ＨＶラジエータ１０３の供給口（流入口）には、空冷前油路２０２が接続され、ＨＶラジエータ１０３の吐出口（流出口）には、第１供給油路２０３が接続されている。
【００４０】
第１供給油路２０３は、ＨＶラジエータ１０３とインバータ２１との間の油路であって、ＨＶラジエータ１０３で空冷された後のオイルをインバータ２１に供給する油路である。インバータ２１のケース入口（オイル供給口）には、第１供給油路２０３が接続されている。その空冷後のオイルは、第１供給油路２０３からインバータ２１内部に流入し、インバータ２１の発熱部に接触して直接熱交換することによって、インバータ２１を冷却する。
【００４１】
インバータ２１のケース出口（オイル吐出口）には、第２供給油路２０４が接続されている。第２供給油路２０４は、インバータ２１と各モータ２，３との間の油路であって、ＨＶラジエータ１０３で空冷されたオイルを各モータ２，３に供給する油路である。第１回路２１０では、電動オイルポンプ１０１の下流側で、インバータ２１と各モータ２，３とが直列に接続され、インバータ２１の下流側に各モータ２，３が設けられている。つまり、第１回路２１０は直列回路である。
【００４２】
また、図２に示す例では、第２供給油路２０４は、下流側が分岐している油路である。第２供給油路２０４は、ＭＧ１冷却パイプ２０４ａと、ＭＧ２冷却パイプ２０４ｂとを含む。ＭＧ１冷却パイプ２０４ａは、一方の分岐油路を形成し、第１モータ２にオイルを供給する。ＭＧ２冷却パイプ２０４ｂは、他方の分岐油路を形成し、第２モータ３にオイルを供給する。詳細には、ＭＧ１冷却パイプ２０４ａは、第１モータ２のうち、特に通電中に発熱するステータ２ａを冷却するために、ステータ２ａに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する構造に形成されている。ＭＧ２冷却パイプ２０４ｂは、第２モータ３のうち、特に通電中に発熱するステータ３ａを冷却するために、ステータ３ａに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する構造に形成されている。各冷却パイプ２０４ａ，２０４ｂは、トランスアクスルケース４０の内部に配置されている。各冷却パイプ２０４ａ，２０４ｂの吐出孔からステータ２ａ，３ａに向けてオイルを吐出することによって、スタータ２ａ，３ａをオイルで直接冷却できる。
【００４３】
第１回路２１０内を流通し各モータ２，３を冷却した後のオイルは、トランスアクスルケース４０内のオイル貯留部１０４内に流入する。オイル貯留部１０４は、トランスアクスルケース４０の底部に形成されたオイル溜まりや、オイルパンなどにより構成される。例えば、第１回路２１０内を流通したオイルは、各モータ２，３を冷却後、重力などによってトランスアクスルケース４０の底部に設けられたオイル貯留部１０４に戻されることになる。
【００４４】
［２−２．第２回路］
第２回路２２０は、電動オイルポンプ１０１と、吐出油路２０１と、流量制御弁１０２と、第３供給油路２０５と、潤滑必要部３０とを有する。第２回路２２０は、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルをＨＶラジエータ１０３で空冷せずに潤滑必要部３０に供給する。すなわち、第２回路２２０ではＨＶラジエータ１０３を経由しないオイルが潤滑必要部３０に供給される。
【００４５】
図２に示すように、第２回路２２０は、分岐点である流量制御弁１０２において第１回路２１０から分岐する回路である。流量制御弁１０２は、電動オイルポンプ１０１とＨＶラジエータ１０３との間に設けられ、第１回路２１０と第２回路２２０への分配流量（オイル流量の分配）を制御するものである。つまり、電動オイルポンプ１０１とＨＶラジエータ１０３との間の分岐点において第１回路２１０と第２回路２２０とが分岐している。言い換えれば、第１回路２１０は分岐点で流量制御弁１０２を介して第２回路２２０から分岐する。流量制御弁１０２の第２吐出ポート（潤滑側ポート）には、第３供給油路２０５が接続されている。
【００４６】
第３供給油路２０５は、流量制御弁１０２と潤滑必要部３０との間の油路であって、潤滑オイルを潤滑必要部３０に供給する油路である。潤滑必要部３０は、図１に示す車両Ｖｅでは、動力分割機構５、カウンタギヤ機構８、デファレンシャルギヤ機構９を含む。第２回路２２０内を流通し潤滑必要部３０を潤滑した後のオイルは、オイル貯留部１０４内に流入する。
【００４７】
また、流量制御弁１０２は、制御装置１５０によって制御されるものである。制御装置１５０は、流量制御弁１０２の流量制御を実行することによって、冷却回路である第１回路２１０内を流通するオイル流量を制御するとともに、潤滑回路である第２回路２２０内を流通するオイル流量を制御する。例えば、制御装置１５０は、車両Ｖｅの運転状態に応じて、各モータ２，３の冷却性能を高める場合には、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルのうち冷却回路に流入するオイルの配分を多くし、第１回路２１０のオイル流量が増大するように流量制御弁１０２を制御する。あるいは、制御装置１５０は、電動オイルポンプ１０１に接続された電動モータの回転数を高くし、単位時間あたりの吐出量が増大するように電動オイルポンプ１０１を制御する。一方、トランスミッションの暖機が必要な場合など、潤滑必要部３０の潤滑性能を向上させる必要がある場合には、制御装置１５０は、電動オイルポンプ１０１から吐出されたオイルのうち潤滑回路に流入するオイルの配分を多くし、第２回路２２０のオイル流量が増大するように流量制御弁１０２を制御する。あるいは、制御装置１５０は、電動オイルポンプ１０１に接続された電動モータの回転数を低くし、単位時間あたりの吐出量が減少するように電動オイルポンプ１０１を制御する。さらに、電動オイルポンプ１０１であることによって、ＥＶ走行中にも各モータ２，３の冷却性能、および潤滑必要部３０の潤滑性能を発揮することができる。
【００４８】
例えば、制御装置１５０は、潤滑オイルの温度、インバータ２１の温度、モータ温度（第１モータ２の温度、第２モータ３の温度）、および入力軸６のトルク（入力トルク）の四つをパラメータに用いて、電動オイルポンプ１０１と流量制御弁１０２とによる流量制御を実施する。この場合、車両Ｖｅには、各パラメータを検出するためのセンサ（図示せず）が設けられている。それらのセンサから制御装置１５０に信号が入力される。つまり、制御装置１５０は、それら四つのパラメータを用いて、潤滑よりも冷却を優先する場合であるか、冷却よりも潤滑を優先する場合であるかを判断できるように構成されている。
【００４９】
以上説明した通り、第１実施形態の冷却装置１００によれば、冷却必要部の各モータ２，３には第１回路２１０からＨＶラジエータ１０３で空冷後のオイルを供給し、かつ潤滑必要部３０のギヤ等には第２回路２２０から空冷なしのオイルを供給することができる。これにより、各モータ２，３と潤滑必要部３０で異なる温度のオイルが供給されることになり、各モータ２，３の冷却性能が向上するとともに、潤滑必要部３０での潤滑性能が向上する。また、オイル循環回路２００は、インバータ冷却回路を油路（インバータ油路）として、トランスアクスル油路に連通させた一体構造である。そのため、インバータ油路およびトランスアクスル油路には共通のオイルが供給されればよく、一つの電動オイルポンプ１０１によってオイルを循環させることができる。これにより、冷却装置１００を小型化および軽量化できるとともに、冷却装置１００を構成する部品点数を削減でき、かつコストを削減できる。そして、冷却装置１００が軽量化されることにより、その冷却装置１００を搭載した車両では燃費が向上する。さらに、電動オイルポンプ１０１であることによって制御装置１５０による流量制御が可能である。
【００５０】
また、従来のインバータ冷却回路では、冷媒がハイブリッド冷却水であり導電性を有するため、安全性を考慮して、通電されているインバータ２１の発熱部（インバータ素子）にハイブリッド冷却水を接触させられなかった。その発熱部とハイブリッド冷却水との間の熱交換では、放熱板などの介在部材を介する必要があり、介在部材の分だけ熱抵抗が大きくなってしまう。これに対して、第１実施形態の冷却装置１００では、冷媒がオイルであり絶縁性を有するため、通電されているインバータ２１の発熱部（インバータ素子）にオイル（冷媒）を接触させることが可能になる。すなわち、冷却装置１００では、インバータ２１内でオイル（冷媒）と発熱部（熱源）との間で直接的に熱交換させることが可能である。これにより、従来の放熱板等の介在部材が不要となり、冷媒と発熱部との間の熱抵抗を低減できるため、インバータ２１の冷却性能が向上する。加えて、インバータ素子の冷却性が向上することによって、インバータ２１の耐熱性能が向上する。なお、インバータ素子は、筐体に覆われたパッケージである。
【００５１】
［第１実施形態の変形例］
図３は、第１実施形態の変形例における冷却装置１００の概略構成を示す模式図である。なお、変形例の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略し、その参照符号を引用する。
【００５２】
図３に示すように、変形例の冷却装置１００は、インバータ２１と各モータ２，３とが並列に接続されたオイル循環回路２００を備えている。そのオイル循環回路２００では、第１回路２１０内で、インバータ２１と、第１モータ２と、第２モータ３とが、並列に配置されている。つまり、第１回路２１０は並列回路である。
【００５３】
詳細には、ＨＶラジエータ１０３の吐出口には、空冷後油路２０６が接続されている。空冷後油路２０６は、下流側の油路が分岐点Ｐで分岐している。分岐点Ｐでは、空冷後油路２０６と第１供給油路２０３と第２供給油路２０４（ＭＧ１冷却パイプ２０４ａ，ＭＧ２冷却パイプ２０４ｂ）とが連通している。つまり、インバータ２１のケース内部の油路は、空冷後油路２０６および第１供給油路２０３を介してＨＶラジエータ１０３と連通している。第１モータ２のＭＧ１冷却パイプ２０４ａは、空冷後油路２０６を介してＨＶラジエータ１０３と連通している。第２モータ３のＭＧ２冷却パイプ２０４ｂは、空冷後油路２０６を介してＨＶラジエータ１０３と連通している。また、第１回路２１０内を流通しインバータ２１を冷却した後のオイルはオイル貯留部１０４内に流入する。
【００５４】
この変形例の冷却装置１００によれば、ＨＶラジエータ１０３で空冷後のオイルを、インバータ２１を経由せずに、各モータ２，３に供給することができる。これにより、各モータ２，３に供給されるオイルの温度は、インバータ２１の冷却によって温度上昇していないことになり、低温のオイルで各モータ２，３を冷却できる。そのため、各モータ２，３の冷却性能が向上する。
【００５５】
ここで、上述した実施形態のように、インバータ２１と各モータ２，３とが直列に配置された場合と、この変形例のように、インバータ２１と各モータ２，３とが並列に配置された場合とを比較する。第１回路２１０において、インバータ２１と各モータ２，３が直列に配置された場合は、インバータ２１と各モータ２，３とが並列に配置された場合よりも、各モータ２，３に供給されるオイル量が多く、かつオイル温度が高い。一方、第１回路２１０において、インバータ２１と各モータ２，３が並列に配置された場合には、インバータ２１と各モータ２，３とが直列に配置された場合よりも、各モータ２，３に供給されるオイル量が少なく、かつオイル温度が低い。なお、この比較は、流量制御弁１０２からＨＶラジエータ１０３に流れるオイル流量が同じ場合での比較である。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の冷却装置１００について説明する。第２実施形態の冷却装置１００は、上述した第１実施形態とは異なり、第１回路２１０と第２回路２２０との分岐点に流量制御弁１０２が設けられていないオイル循環回路２００を備えている。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。
【００５７】
図４は、第２実施形態における冷却装置１００の概略構成を示す模式図である。図４に示すように、第２実施形態のオイル循環回路２００では、第１回路２１０と第２回路２２０とが分岐点Ｑにおいて分岐している。この分岐点Ｑには流量制御弁が設けられていない。つまり、第２回路２２０は分岐点Ｑで流量制御弁を介さずに第１回路２１０から分岐する。言い換えれば、第１回路２１０は分岐点Ｑで流量制御弁を介さずに第２回路２２０から分岐する。
【００５８】
また、第２実施形態の冷却装置１００は、インバータ２１と各モータ２，３とが直列に配置されたオイル循環回路２００（図４に示す）に限定されず、インバータ２１と各モータ２，３とが並列に配置されたオイル循環回路２００（図示せず）を備えることができる。その並列回路の一例として、上述した図３に示す冷却装置１００のように空冷後油路２０６が分岐点Ｐで三つの油路に分岐してインバータ２１と各モータ２，３とが並列に接続された回路が挙げられる。
【００５９】
［第３実施形態］
第３実施形態の冷却装置１００について説明する。第３実施形態の冷却装置１００は、上述した第１および第２実施形態とは異なり、２ポート式オイルポンプにより構成された電動オイルポンプ１０１を備えている。なお、第３実施形態の説明では、上述した第１および第２実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。
【００６０】
図５は、第３実施形態における冷却装置１００の概略構成を示す模式図である。図５に示すように、第３実施形態のオイル循環回路２００では、第１回路２１０と第２回路２２０とが電動オイルポンプ１０１において分岐している。電動オイルポンプ１０１は、第１回路２１０にオイルを吐出する第１吐出口Ｐｏ１と、第２回路２２０にオイルを吐出する第２吐出口Ｐｏ２とを有する。第１吐出口Ｐｏ１は冷却側ポートであり、第２吐出口Ｐｏ２は潤滑側ポートである。第１吐出口Ｐｏ１から吐出されたオイルは、冷媒としてインバータ２１および各モータ２，３に供給される。一方、第２吐出口Ｐｏ２から吐出されたオイルは、潤滑オイルとして潤滑必要部３０に供給される。
【００６１】
第１吐出口Ｐｏ１には、第１吐出油路２１１が接続されている。第１吐出油路２１１は、第１回路２１０における電動オイルポンプ１０１とＨＶラジエータ１０３との間の油路であって、電動オイルポンプ１０１の第１吐出口Ｐｏ１から吐出されたオイルをＨＶラジエータ１０３に供給する空冷前油路である。
【００６２】
第２吐出口Ｐｏ２には、第２吐出油路２２１が接続されている。第２吐出油路２２１は、電動オイルポンプ１０１と潤滑必要部３０との間の油路であって、潤滑オイルを潤滑必要部３０に供給する油路である。つまり、第３実施形態では、電動オイルポンプ１０１から潤滑系へ直接オイルが流れる。
【００６３】
また、第３実施形態の冷却装置１００は、インバータ２１と各モータ２，３とが直列に配置されたオイル循環回路２００（図５に示す）に限定されず、インバータ２１と各モータ２，３とが並列に配置されたオイル循環回路２００（図示せず）を備えることができる。その並列回路の一例として、上述した図３に示す冷却装置１００のように空冷後油路２０６が分岐点Ｐで三つの油路に分岐してインバータ２１と各モータ２，３とが並列に配置された回路が挙げられる。
【００６４】
［適用車両］
各実施形態の冷却装置１００が搭載される車両は、図１に示すハイブリッド車両（ストロングハイブリッド車両）に限定されない。例えば、動力源としてモータのみを搭載した電気自動車（ＥＶ）、外部電源から充電することが可能なプラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ）、および比較的に小さい出力のモータを搭載したマイルドハイブリッド車両を含む。マイルドハイブリッド車両は、エンジンを主動力源とし、エンジンを始動するスタータモータと発電機（オルタネータ）との役割を兼ねる一つのモータを備えた車両である。マイルドハイブリッド車両に搭載されたモータは、発進時に駆動力をアシストするとともに、制動時には回生ブレーキとして機能する。
【００６５】
なお、本発明に係る車両用冷却装置は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００６６】
例えば、冷却装置１００では、冷却必要部に含まれるモータの数が限定されず、二つ以外の数のモータを冷却対象としてもよい。上述した各実施形態では、車両Ｖｅがツーモータ式のハイブリッド車両である場合を説明したが、車両は、ワンモータ式のハイブリッド車両でもよい。あるいは、冷却装置１００は三つ以上のモータを冷却対象としてもよい。
【００６７】
また、冷却装置１００は、空冷式オイルクーラであるＨＶラジエータ１０３の代わりに、水冷式のオイルクーラを有する構成であってもよい。冷却装置１００は、冷却対象のインバータ２１および各モータ２，３に供給されるオイルを冷却することができるオイルクーラを備えていればよい。そのため、そのオイルクーラが空冷式か水冷式かは限定されない。例えば、冷却装置１００が水冷式のオイルクーラを有する場合、水冷式のオイルクーラは、第１回路２１０内を流通するオイルとエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱交換器であってもよい。
【００６８】
さらに、冷却装置１００は、電動オイルポンプ１０１の代わりに、エンジン１によって駆動する機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）を備えた構成であってもよい。この冷却装置１００では、一つの機械式オイルポンプによってオイル循環回路２００内のオイルを圧送する。また、機械式オイルポンプは２ポート式オイルポンプにより構成されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  エンジン
２  第１モータ（ＭＧ１）
３  第２モータ（ＭＧ２）
２１  インバータ
３０  潤滑必要部
４０  トランスアクスルケース
１００  冷却装置（車両用冷却装置）
１０１  電動オイルポンプ
１０２  流量制御弁
１０３  ＨＶラジエータ（空冷式オイルクーラ）
１０４  オイル貯留部
１５０  制御装置（ＥＣＵ）
２００  オイル循環回路
２０１  吐出油路
２０２  空冷前油路
２０３  第１供給油路
２０４  第２供給油路
２０４ａ  ＭＧ１冷却パイプ
２０４ｂ  ＭＧ２冷却パイプ
２０５  第３供給油路
２１０  第１回路（冷却回路）
２２０  第２回路（潤滑回路）
Ｖｅ  車両
【図１】
2017100700.tif 000003
【図２】
2017100700.tif 000004
【図３】
2017100700.tif 000005
【図４】
2017100700.tif 000006
【図５】
2017100700.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月14日(2016.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機と接続されたインバータと、前記電動機から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、を備える車両に搭載された車両用冷却装置において、
オイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルを冷却するオイルクーラと、を備え、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由させて前記電動機または前記インバータに供給する第１回路と、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由せずに前記動力伝達機構に含まれる潤滑必要部に供給する第２回路と、を備え、
前記オイルポンプは、補機用の電動モータによって駆動される一つの電動オイルポンプであり、
前記電動オイルポンプと前記オイルクーラとの間の分岐点において前記第１回路と前記第２回路とが分岐しており、
前記分岐点には、前記第１回路と前記第２回路への分配流量を制御する流量制御弁が設けられている
ことを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項２】
前記電動オイルポンプと前記流量制御弁とによる流量制御を実施する制御装置、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記電動機の冷却性能を高める場合には、前記分岐点を介して前記第１回路に流入するオイルの配分が多くなるように前記電動オイルポンプもしくは前記流量制御弁を制御し、
前記潤滑必要部の潤滑性能を高める場合には、前記分岐点を介して前記第２回路に流入するオイルの配分が多くなるように前記電動オイルポンプもしくは前記流量制御弁を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記オイルの温度、前記インバータの温度、前記電動機の温度、および前記動力伝達機構の入力軸のトルクの四つのパラメータを用いて、前記電動オイルポンプと前記流量制御弁とによる流量制御を実施する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
電動機と、前記電動機と接続されたインバータと、前記電動機から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、を備える車両に搭載された車両用冷却装置において、
オイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルを冷却するオイルクーラと、を備え、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由させて前記電動機または前記インバータに供給する第１回路と、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由せずに前記動力伝達機構に含まれる潤滑必要部に供給する第２回路と、を備え、
前記オイルは、前記インバータの内部を流れ、
前記インバータの内部では、前記オイルと前記インバータの発熱部との間で直接熱交換を行う
ことを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項５】
前記オイルは、絶縁性を有することを特徴とする請求項４に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
前記オイルポンプは、
前記第１回路にオイルを吐出する第１吐出口と、
前記第２回路にオイルを吐出する第２吐出口と、を有する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが直列に接続された直列回路であり、
前記電動機は、前記インバータの下流側に設けられている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが並列に接続された並列回路であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項９】
前記第１回路は、前記電動機のステータに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する油路を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月12日(2017.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機と接続されたインバータと、前記電動機から出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、を備える車両に搭載された車両用冷却装置において、
オイルを吐出するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出されたオイルを冷却するオイルクーラと、を備え、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由させて前記電動機または前記インバータに供給する第１回路と、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラを経由せずに前記動力伝達機構に含まれる潤滑必要部に供給する第２回路と、を備え、
前記オイルポンプは、補機用の電動モータによって駆動される一つの電動オイルポンプであり、
前記電動オイルポンプと前記オイルクーラとの間の分岐点において前記第１回路と前記第２回路とが分岐しており、
前記分岐点には、前記第１回路と前記第２回路への分配流量を制御する流量制御弁が設けられている
ことを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項２】
前記電動オイルポンプと前記流量制御弁とによる流量制御を実施する制御装置、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記電動機の冷却性能を高める場合には、前記分岐点を介して前記第１回路に流入するオイルの配分が多くなるように前記電動オイルポンプもしくは前記流量制御弁を制御し、
前記潤滑必要部の潤滑性能を高める場合には、前記分岐点を介して前記第２回路に流入するオイルの配分が多くなるように前記電動オイルポンプもしくは前記流量制御弁を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記オイルの温度、前記インバータの温度、前記電動機の温度、および前記動力伝達機構の入力軸のトルクの四つのパラメータを用いて、前記電動オイルポンプと前記流量制御弁とによる流量制御を実施する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記オイルポンプは、
前記第１回路にオイルを吐出する第１吐出口と、
前記第２回路にオイルを吐出する第２吐出口と、を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが直列に接続された直列回路であり、
前記電動機は、前記インバータの下流側に設けられている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
前記第１回路は、前記オイルポンプの下流側で前記インバータと前記電動機とが並列に接続された並列回路であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
前記第１回路は、前記電動機のステータに向けてオイルを吐出する吐出孔を有する油路を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2017100700.tif 000008