説明

ハイブリッド車両の冷却システム

【課題】本発明の目的は、プラグイン充電時における冷却効率を上げ、冷却液の水温上昇を抑えることが可能なハイブリッド車両の冷却システムを提供することにある。
【解決手段】本発明のハイブリッド車両の冷却システムは、内燃機関を冷却する第1冷却液循環路と、蓄電池に充電された電力を利用して作動する電動機を冷却する第2冷却液循環路と、第1冷却液循環路と第2冷却液循環路とを連結する連結路と、冷却液が前記第1冷却液循環路内、前記第2冷却液循環路内で個別に循環する状態と、冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態とを切り替える切替手段とを備え、外部電源を用いて前記蓄電池を充電する際には、前記切替手段により、前記冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態に切り替えられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハイブリッド車両の冷却システムの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、エンジン及びモータの両者を組み合わせて動力に利用するハイブリッド車両の技術が利用されている。ハイブリッド車両には、モータ(及びインバータ等)を冷却する循環路を有するHV用冷却装置と、エンジンを冷却する循環路を有するエンジン用冷却装置とを備える冷却システムが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−253020号公報
【特許文献2】特開2004−76603号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ハイブリッド車両において、外部電源を用いて蓄電池を充電(プラグイン充電)する際、プラグイン充電時に起こる熱を冷却するため、HV用冷却装置を作動させる。しかし、プラグイン充電時の発熱量に対して、HV用冷却装置に設けられるラジエータの自然放熱量が小さく、冷却液の水温が下がらない場合には、放熱量を増加させるため、エンジン用冷却装置に設けられるラジエータファンを駆動させる必要がある。プラグイン充電時の車両の停車した状態で、ラジエータファンを駆動させると、該ラジエータファンの駆動音が大きく外部に聞こえてしまう。
【0005】
そこで、本発明の目的は、プラグイン充電時における冷却効率を上げ、冷却液の水温上昇を抑えることが可能なハイブリッド車両の冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のハイブリッド車両の冷却システムは、内燃機関を冷却する第1冷却液循環路と、蓄電池に充電された電力を利用して作動する電動機を冷却する第2冷却液循環路と、第1冷却液循環路と第2冷却液循環路とを連結する連結路と、冷却液が前記第1冷却液循環路内、前記第2冷却液循環路内で個別に循環する状態と、冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態とを切り替える切替手段とを備え、外部電源を用いて前記蓄電池を充電する際には、前記切替手段により、前記冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態に切り替えられる。
【0007】
また、前記ハイブリッド車両の冷却システムにおいて、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度を検出する検出手段を備え、前記検出手段により検出された冷却液の温度が所定値以上の際には、前記切替手段により、冷却液が前記第1冷却液循環路内、前記第2冷却液循環路内で個別に循環する状態に切り替えられることが好ましい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、プラグイン充電時における冷却効率を上げ、冷却液の水温上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成の一例を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成の一例を示す模式図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成の一例を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの動作の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【0011】
図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成の一例を示す模式図である。図1に示すようにハイブリッド車両の冷却システム1は、エンジン用冷却装置10と、HV用冷却装置12と、制御ユニット14と、を備える。エンジン用冷却装置10は、第1冷却液循環路16と、冷却液ポンプ18aと、エンジンラジエータ20と、ラジエータファン22と、を備える。また、HV用冷却装置12は、第2冷却液循環路24と、冷却液ポンプ18bと、冷却液タンク26と、HVラジエータ28と、を備える。また、ハイブリッド車両の冷却システム1は、第1冷却液循環路16と第2冷却液循環路24とを連結する連結路30a,30bと、冷却液の循環経路を切り替える切替弁32a,32bと、を備える。
【0012】
図1では、冷却液が、エンジン用冷却装置10の第1冷却液循環路16内及びHV用冷却装置12の第2冷却液循環路24内で個別に循環する状態を示しており、実線の矢印に沿って冷却液が循環している(破線部分は冷却液が流れていない箇所を表している)。
【0013】
図1に示すように、冷却液は冷却液ポンプ18a,18bの動力により各循環路内を個別に循環する。そして、冷却液は、第1冷却液循環路16及び第2冷却液循環路24において、各々、エンジン、モータ、インバータの熱を吸収し、吸収された熱が、エンジンラジエータ20、HVラジエータ28でそれぞれ放熱される。これにより、エンジン、モータ、インバータが冷却される。
【0014】
図2では、冷却液が、連結路30a,30bを介して第1冷却液循環路16内及び第2冷却液循環路24内を循環する状態を示している。外部電源(不図示)を用いてハイブリッド車両に搭載された蓄電池(不図示)の充電時(以下、プラグイン充電時と称する)に起こる熱を冷却するため、HV用冷却装置12を稼働させる必要があるが、本実施形態では、プラグイン充電する際には、第1冷却液循環路16と第2冷却液循環路24とが連結路30a,30bを介して連通するように、切替弁32a,32bを切替制御し、HV用冷却装置12を稼働させる。切替弁32a,32bは、手動で切り替えてもよいが、制御ユニット14等の電子制御によって切り替えられることが好ましい。
【0015】
冷却液ポンプ18bを稼働させることにより第2冷却液循環路24を循環する冷却液は、切替弁32a,32bが上記切替制御されることにより、第1冷却液循環路16に連通した連結路30aを通り、第1冷却液循環路16に流れる。そして、冷却液は、第1冷却液循環路16を循環し、第2冷却液循環路24に連通した連結路30bを通り、再び第2冷却液循環路24に流れる。このような切替制御を行うことにより、第1冷却液循環路16内の冷却液を(連結路30bを介して)第2冷却液循環路24に流すことができるため、冷却液を第2冷却液循環路24内だけで循環させるよりも、HV用冷却装置12に使用する冷却液の総水量を増やすことができる。また、上記切替制御を行うことにより、エンジンラジエータ20及びHVラジエータ28両方に冷却液を通過させることができるため、放熱量を増加させることができる。これらの結果、プラグイン充電時におけるHV用冷却装置12の冷却効率を上げることができるため、冷却液の水温上昇を抑えることができる。また、冷却効率が高いため、ラジエータファン22を回す場合でも、低い回転数で放熱できるようになり、ラジエータファン22の駆動音を抑えることができる。
【0016】
図3は、本発明の他の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成の一例を示す模式図である。図3に示すハイブリッド車両の冷却システム3において、図1に示すハイブリッド車両の冷却システム1と同様の構成については同一の符合を付している。なお、図3では、冷却液が、連結路30a,30bを介して第1冷却液循環路16内及び第2冷却液循環路24内を循環する状態を示している。
【0017】
図3に示すようにハイブリッド車両の冷却システム3は、エンジンの冷却液温度を検出するエンジン用温度センサ34と、インバータの冷却液温度を検出するインバータ用温度センサ36と、を備えている。エンジン用温度センサ34及びインバータ用温度センサ36は、制御ユニット14と電気的に接続している。なお、本実施形態では、インバータ用温度センサ36の代わりに、モータに温度センサを設置し、モータの冷却液温度を検出してもよい。各センサの設置場所は、特に制限されるものではないが、冷却対象(エンジン、インバータ、モータ等)の冷却液温度を適切に測定する場所に設置する必要がある。
【0018】
本実施形態では、エンジン用温度センサ34により検出したエンジンの冷却液温度が、予め設定した閾値以上である場合には、プラグイン充電の際でも、冷却液が第1冷却液循環路16内、第2冷却液循環路24内で個別に循環する状態となるように、切替弁32a,32bの切替を行う。すなわち、冷却液が連結路30a,30bを介して第1冷却液循環路16及び第2冷却液循環路24を循環する状態となるような切替制御は行わない。そして、HV用冷却装置12を稼働させ、プラグイン充電時に起こる熱をHV用冷却装置12により冷却する。車両の停止直後では、エンジンの冷却液温度が高いため、プラグイン充電の際に、冷却液が連結路30a,30bを介して第1冷却液循環路16及び第2冷却液循環路24を循環するように切替制御を行うと、冷却液の温度を上昇させてしまう。そこで、本実施形態では、上記のように、エンジンの冷却液の温度に基づいて、冷却液の循環経路の切替制御を行うことにより、冷却液の温度上昇をより効率的に抑えることができる。なお、上記閾値は、システムの構成によって適宜設定されるものである。
【0019】
また、インバータ用温度センサ36(またはモータ用温度センサ)により検出したインバータ(またはモータ)の冷却液温度が、予め設定した閾値以上である場合には、ラジエータファン22を駆動させることが好ましい。具体的には、制御ユニット14とラジエータファン22とが電気的に接続されており(不図示)、インバータ(またはモータ)の冷却液温度が、予め記憶させた閾値以上である場合に、制御ユニット14からラジエータファン22に稼働指示が送られる。これにより、冷却液の温度上昇をより効率的に抑えることができる。なお、上記閾値は、システムの構成によって適宜設定されるものである。
【0020】
図4は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの動作の一例を示すフロー図である。ステップS10において、制御ユニット14にプラグイン充電の指示があれば、ステップ12において、エンジン用温度センサ34により、エンジンの冷却液温度が検出される。そして、エンジン用温度センサ34により検出されたエンジン冷却液温度が、制御ユニット14により、予め設定された閾値(T1)以上であるか否かが判定される。エンジン冷却液温度が閾値(T1)以上である場合には、ステップS14において、制御ユニット14により、冷却液が第1冷却液循環路16内、第2冷却液循環路24内で別個に循環する状態となるように、切替弁32a,32bが切替制御され、HV用冷却装置12を稼働させる。一方、エンジン用温度センサ34により検出されたエンジン冷却液温度が、制御ユニット14により、予め設定された閾値(T1)未満であると判定された場合には、ステップS16において、制御ユニット14により、冷却液が連結路30a,30bを介して第1冷却液循環路16及び第2冷却液循環路24を循環する状態となるように、切替弁32a,32bが切替制御され、HV用冷却装置12を稼働させる。
【0021】
次に、ステップS18では、インバータ用温度センサ36により、インバータの冷却液温度が検出される。そして、インバータ用温度センサ36により検出されたインバータ冷却液温度が、制御ユニット14により、予め設定された閾値(T2)以上であるか否かが判定される。インバータ冷却液温度が閾値(T2)以上である場合には、ステップS20において、制御ユニット14により、ラジエータファン22の稼働指示が送られ、ラジエータファン22を稼働させる。このような制御により、プラグイン充電時に起こる熱を効率的に冷却させることができるため、冷却液の温度上昇を抑えることができる。また、冷却の際にラジエータファン22を回す場合でも、低い回転数で放熱できるようになり、ファンの駆動音を抑えることができる。
【符号の説明】
【0022】
1,3 ハイブリッド車両の冷却システム、10 エンジン用冷却装置、12 HV用冷却装置、14 制御ユニット、16 第1冷却液循環路、18a,18b 冷却液ポンプ、20 エンジンラジエータ、22 ラジエータファン、24 第2冷却液循環路、26 冷却液タンク、28 HVラジエータ、30a,30b 連結路、32a,32b 切替弁、34 エンジン用温度センサ、36 インバータ用温度センサ。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関を冷却する第1冷却液循環路と、
蓄電池に充電された電力を利用して作動する電動機を冷却する第2冷却液循環路と、
第1冷却液循環路と第2冷却液循環路とを連結する連結路と、
冷却液が前記第1冷却液循環路内、前記第2冷却液循環路内で個別に循環する状態と、冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態とを切り替える切替手段とを備え、
外部電源を用いて前記蓄電池を充電する際には、前記切替手段により、前記冷却液が前記連結路を介して前記第1冷却液循環路及び前記第2冷却液循環路を循環する状態に切り替えられることを特徴とするハイブリッド車両の冷却システム。
【請求項2】
請求項1記載のハイブリッド車両の冷却システムであって、前記内燃機関を冷却する冷却液の温度を検出する検出手段を備え、
前記検出手段により検出された冷却液の温度が所定値以上の際には、前記切替手段により、冷却液が前記第1冷却液循環路内、前記第2冷却液循環路内で個別に循環する状態に切り替えられることを特徴とするハイブリッド車両の冷却システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−173445(P2010−173445A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−17660(P2009−17660)
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】