CN113348117A - 混合动力车辆的冷却装置 - Google Patents

Abstract

提供能够在内燃机冷却回路的冷却水与电气系统冷却回路的制冷剂之间高效地进行热交换并能适当且迅速地进行内燃机及电气系统设备的冷却及升温的混合动力车辆的冷却装置。混合动力车辆的冷却装置(1)具备：内燃机冷却回路(3)，使冷却水循环；电气系统冷却回路(6)，使制冷剂循环；以及热交换器(7)，在冷却水与制冷剂之间进行热交换，内燃机冷却回路(3)具备：主回路(11)，能供冷却水始终循环；散热器回路(12)，使冷却水在内燃机(2)与散热器(8)之间循环；热交换用冷却水流通部(13)，构成为能够供冷却水流通，用于将通过热交换器(7)而流出的冷却水返回到主回路(11)；以及三通阀(14)，设置于热交换用冷却水流通部(13)的上游端部，能切换冷却水的流路以允许从内燃机(2)及散热器(8)中的一方流出的冷却水流入热交换器(7)。

Description

混合动力车辆的冷却装置

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的冷却装置，该混合动力车辆的冷却装置能够在搭载有内燃机及电动机作为驱动源的混合动力车辆中在内燃机冷却回路和电气系统冷却回路之间进行热交换，所述内燃机冷却回路用于冷却内燃机，所述电气系统冷却回路用于冷却电动机、发电机、蓄电池等电气系统设备。

背景技术

以往，作为这种冷却装置，已知有例如专利文献1中记载的冷却装置。该冷却装置具备使用于冷却内燃机的冷却水循环的内燃机冷却回路、使用于冷却电动机等电气系统设备的油循环的电气系统冷却回路、以及在两个回路的冷却水与制冷剂之间进行热交换的热交换器等。在内燃机冷却回路中，在内燃机的下游侧依次配置有水泵及散热器，在该散热器的下游侧且内燃机的上游侧配置有热交换器。因此，通过水泵工作，从内燃机流出的冷却水依次经过散热器及热交换器，并流入内燃机而循环。

另一方面，在电气系统冷却回路中，在电动机的下游侧依次配置有油泵及发电机，设置于油泵与发电机之间的旁通通路以通过上述热交换器内的方式进行配置。另外，在电气系统冷却回路中，在旁通通路的上游端部设置有用于调整向热交换器侧流动的油的流量的流量调整阀。

在如上述那样构成的冷却装置中，在对电气系统冷却回路的油进行冷却的情况下，增大流量调整阀的开度，从而使通过旁通通路而向热交换器流动的油的流量增多。由此，在热交换器中，油的热量被内燃机冷却回路的冷却水大量带走，其结果，油被冷却，并且冷却水的温度上升。另一方面，在对内燃机冷却回路的冷却水进行冷却的情况下，减小流量调整阀的开度，从而使通过旁通通路而向热交换器流动的油的流量减少。由此，冷却水从油接收的热量变少，其结果，由散热器冷却后的冷却水的温度上升得到抑制，由此确保了冷却水的冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-69829号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在具备上述冷却装置的车辆中，存在以下这样的问题。即，例如在由电动机驱动且内燃机停止的混合动力车辆的行驶中，在通过车辆的控制装置的驱动指令来驱动内燃机的情况下，若该内燃机在预热前进行高负荷运转，则存在燃耗下降并且排气特性发生恶化的可能。为了避免这种情况，需要尽早对内燃机进行预热。如上所述，在上述冷却装置中，在使内燃机冷却回路的冷却水的温度上升的情况下，使通过电气系统冷却回路的旁通通路而向热交换器流动的油的流量增多，由此，使油的热量向内燃机冷却回路的冷却水转移。但是，由于上述的热交换器配置于散热器的下游侧，因此即使增多在旁通通路流动的油的流量，使内燃机预热也花费时间。

另外，电动机、发电机通常具有高效地工作的温度范围。因此，在使电动机、发电机工作的情况下，优选在其温度低于上述温度范围时使其尽早升温。在上述冷却装置中，为了使电动机、发电机的温度上升，在电气系统冷却回路中，通过减小流量调整阀的开度来抑制油的温度下降，或者通过关闭流量调整阀而使油的流动停止等，从而能够使电动机、发电机升温。但是，在电动机、发电机的温度比上述范围大幅度低的状态下，在需要使其工作的情况下，使其温度上升花费时间，在此期间，将会使电动机、发电机在低效率的状态下工作。

本发明是为了解决以上的课题而完成的，目的在于提供一种混合动力车辆的冷却装置，能够在内燃机冷却回路的冷却水与电气系统冷却回路的制冷剂之间高效地进行热交换，并能够适当且迅速地进行内燃机及电气系统设备的冷却以及升温。

用于解决课题的技术方案

为了达到上述的目的，技术方案1所涉及的发明是混合动力车辆的冷却装置1，具备：内燃机冷却回路3，其使用于冷却内燃机2的冷却水循环；电气系统冷却回路6，其使用于冷却电气系统设备(实施方式中的(以下，在本项中相同)电动机4及发电机5)的制冷剂循环；以及热交换器7，其供冷却水及制冷剂流通，并在冷却水与制冷剂之间进行热交换，内燃机冷却回路具备：主回路11，冷却水能在该主回路中始终循环；散热器回路12，其具有对冷却水进行冷却的散热器8，并使冷却水在内燃机与散热器之间循环；热交换用冷却水流通部13，其具有热交换器并且构成为能够供冷却水流通，并用于使通过热交换器而流出的冷却水返回到主回路；以及流路切换部(三通阀14)，其设置于热交换用冷却水流通部的上游端部，能够切换冷却水的流路，以允许从内燃机及散热器当中的一方流出的冷却水流入热交换器。

根据该结构，为了冷却内燃机而在内燃机冷却回路循环的冷却水、以及为了冷却电气系统设备而在电气系统冷却回路中循环的制冷剂在热交换器中流通，并在上述冷却水与制冷剂之间进行热交换。

例如，在内燃机及冷却水的温度较低而电气系统设备及制冷剂的温度较高的情况下，在需要使内燃机的温度上升时，通过设置于热交换用冷却水流通部的上游端部的流路切换部来切换冷却水的流路，以允许从内燃机流出的冷却水流入热交换器。由此，在热交换器中，温度高的制冷剂的热量向冷却水转移，该冷却水通过热交换用冷却水流通部而返回到主回路，流入内燃机而进行循环，由此能够迅速地使内燃机的温度上升。

另外，在与上述相反的情况下，即，在内燃机及冷却水的温度较高而电气系统设备及制冷剂的温度较低的情况下，在需要使电气系统设备的温度上升时，通过流路切换部来与上述同样地切换冷却水的流路。即，切换冷却水的流路，以允许从内燃机流出的冷却水流入热交换器。由此，在热交换器中，温度高的冷却水的热量向制冷剂转移，该制冷剂在电气系统冷却回路中循环，由此能够迅速地使电气系统设备的温度上升。

进而，在电气系统设备以及制冷剂的温度非常高的情况下，在需要冷却电气系统设备时，通过流路切换部来切换冷却水的流路，以允许从散热器流出的冷却水流入热交换器。由此，在热交换器中，制冷剂的热量被由散热器冷却后的温度低的冷却水带走，该制冷剂在电气系统冷却回路中循环，由此能够迅速地对电气系统设备进行冷却。

如以上那样，根据本发明，通过流路切换部，使从内燃机及散热器当中的一方流出的冷却水流入热交换器，由此能够在内燃机冷却回路的冷却水与电气系统冷却回路的制冷剂之间高效地进行热交换，能够适当且迅速地进行内燃机及电气系统设备的冷却以及升温。

技术方案2所涉及的发明是在技术方案1所记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，流路切换部构成为能够切换冷却水的流路，以阻止从内燃机及散热器流出的冷却水流入热交换器。

根据该结构，在流路切换部切换冷却水的流路从而阻止从内燃机及散热器流出的冷却水流入热交换器的情况下，不进行内燃机冷却回路的冷却水与电气系统冷却回路的制冷剂之间的热交换。例如，在制冷剂的温度为使电气系统设备高效地工作的温度范围内的下限以上且不是使电气系统设备积极地升温的程度的状态的情况下，使制冷剂不与冷却水之间进行热交换而在电气系统冷却回路中循环。由此，在电气系统设备工作时，能够使该电气系统设备通过自身的发热而与循环的制冷剂一起升温。

技术方案3所涉及的发明是在技术方案2所记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，流路切换部由三通阀14构成，该三通阀14能够选择性地将供从内燃机流出的冷却水流通的第一流路(内燃机冷却水流路2a)的下游端部、供从散热器流出的冷却水流通的第二流路(散热器回路12的第四流路12d)的下游端部、以及热交换用冷却水流通部(热交换用冷却水流通部13的第一流路13a)的上游端部当中的任意2个端部进行连接。

根据该结构，流路切换部由三通阀构成，该三通阀能够选择性地将上述的第一流路的下游端部、第二流路的下游端部、以及热交换用冷却水流通部的上游端部当中的任意2个端部进行连接。例如，在将第一流路或第二流路的下游端部与热交换用冷却水流通部的上游端部连接的情况下，能够容易地实现上述技术方案1的作用、效果。另外，在将第一流路与第二流路的下游端部彼此连接的情况下，能够容易地实现上述技术方案2的作用、效果。

技术方案4所涉及的发明是在技术方案3所记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，混合动力车辆的冷却装置还具备：制冷剂温度检测单元(油温传感器27)，其检测电气系统冷却回路的制冷剂的温度(油温TATF)；以及三通阀控制单元(ECU10a)，其控制三通阀，在检测出的制冷剂的温度高于给定的第一阈值TREF1时(TATF＞TREF1)，三通阀控制单元控制三通阀，以将第二流路(散热器回路12的第四流路12d)的下游端部与热交换用冷却水流通部(热交换用冷却水流通部13的第一流路13a)的上游端部进行连接(步骤2：切换至B模式)。

根据该结构，在电气系统冷却回路的制冷剂的温度高于给定的第一阈值时，通过三通阀，将第二流路的下游端部和热交换用冷却水流通部的上游端部连接。在此情况下，从散热器流出的冷却水、即在内燃机冷却回路中温度最低的冷却水被导入热交换器。由此，具有较高的温度的制冷剂的热量向冷却水转移，该冷却水向内燃机冷却回路的散热器流动而被冷却。也就是说，能够将由于工作而发热的电气系统设备的热量经由内燃机冷却回路的散热器向外部排弃。另外，由于能够利用内燃机冷却回路的散热器进行电气系统冷却回路的制冷剂的冷却，因此能够在电气系统冷却回路中省略用于冷却制冷剂的专用的散热器等。

技术方案5所涉及的发明是在技术方案4所记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，混合动力车辆的冷却装置还具备冷却水温度检测单元(发动机水温传感器17)，所述冷却水温度检测单元检测内燃机冷却回路的冷却水的温度(发动机水温TW)，在检测出的冷却水的温度低于检测出的制冷剂的温度时(TW＜TATF)，或者在制冷剂的温度为冷却水的温度以下且低于比第一阈值小的给定的第二阈值TREF2时(TATF≤TW，TATF＜TREF2)，三通阀控制单元控制三通阀，以将第一流路(内燃机冷却水流路2a)的下游端部与热交换用冷却水流通部(热交换用冷却水流通部13的第一流路13a)的上游端部进行连接(步骤4：切换至A模式)。

根据该结构，在内燃机冷却回路的冷却水的温度低于电气系统冷却回路的制冷剂的温度时(以下，在本栏中称作“第一温度状态”)，或者在上述制冷剂的温度为冷却水的温度以下且低于比第一阈值小的给定的第二阈值时(以下，在本栏中称作“第二温度状态”)，通过三通阀将第一流路的下游端部和热交换用冷却水流通部的上游端部连接。在此情况下，从内燃机流出的冷却水、即在内燃机冷却回路中温度最高的冷却水被导入热交换器。

在上述的第一温度状态下，电气系统冷却回路的制冷剂的温度比内燃机冷却回路的冷却水的温度高，因此，在热交换器中，制冷剂的热量向冷却水转移。由此，冷却水的温度上升，该冷却水在内燃机冷却回路中循环，由此能够使内燃机升温。因此，例如在内燃机处于预热前时，能够迅速地对内燃机进行预热。另一方面，在上述的第二温度状态下，在电气系统冷却回路的制冷剂的温度比第二阈值低，且内燃机冷却回路的冷却水的温度比电气系统冷却回路的制冷剂的温度高时，在热交换器中，冷却水的热量向制冷剂转移。由此，制冷剂的温度上升，通过该制冷剂在电气系统冷却回路中循环，能够使电气系统设备升温。因此，例如在电气系统设备的温度比高效地工作的温度范围低时，能够迅速地使电气系统设备升温并高效地工作。

技术方案6所涉及的发明是在技术方案5所记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，在检测出的制冷剂的温度为第二阈值以上时(TATF≥TREF2)，三通阀控制单元控制三通阀，以将第一流路(内燃机冷却水流路2a)的下游端部与第二流路(散热器回路12的第四流路12d)的下游端部进行连接(步骤6：切换至C模式)。

根据该结构，在电气系统冷却回路的制冷剂的温度为第二阈值以上时(以下，在本栏中称作“第三温度状态”)，通过三通阀将第一流路和第二流路的下游端部彼此连接。也就是说，从内燃机及散热器流出的冷却水都不被导入热交换器，在与制冷剂之间不进行热交换。在上述的第三温度状态下，在制冷剂的温度为第二阈值以上而不是使电气系统设备积极地升温的程度的状态的情况下，与上述的技术方案2同样地，使制冷剂不与冷却水进行热交换而在电气系统冷却回路中循环，由此能够使电气系统设备通过自身的发热与循环的制冷剂一起升温。

技术方案7所涉及的发明是在技术方案1至6中的任一项记载的混合动力车辆的冷却装置的基础上，电气系统设备为电动机4和/或发电机5。

根据该结构，能够通过在电气系统冷却回路中循环的制冷剂对作为电气系统设备的电动机和/或发电机进行冷却，并且能够根据需要使其升温。因此，通过将电动机及发电机的温度维持在给定的温度范围内，能够使其高效地工作。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的混合动力车辆的冷却装置的图。

图2是表示图1的冷却装置中的控制部的框图。

图3是用于说明基于三通阀的冷却水的流路的切换状态的说明图。

图4是表示基于三通阀的冷却水的流路切换控制的流程图。

图5是用于说明在混合动力车辆的冷却装置中内燃机冷却回路的冷却水以及电气系统冷却回路的油的流动的说明图，示出了冷却水的流动停止而仅有油流动的状态。

图6是与图5同样的说明图，表示三通阀切换为B模式而来自散热器的冷却水被导入热交换器的状态。

图7表示在图6的状态下恒温器打开时的冷却水的流动。

图8是与图5同样的说明图，表示三通阀切换为A模式而来自发动机的冷却水被导入热交换器的状态。

图9表示在图8的状态下恒温器打开时的冷却水的流动。

图10是与图5同样的说明图，表示三通阀切换为C模式而冷却水向热交换器的导入被阻止的状态。

图11表示在图10的状态下恒温器打开时的冷却水的流动。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。图1示意性地示出了本发明的一个实施方式的冷却装置。该冷却装置1适用于搭载有内燃机2及电动机4作为驱动源的混合动力车辆。

如图1所示，冷却装置1具备：内燃机冷却回路3，其使用于冷却内燃机2(以下称作“发动机”)的冷却水(例如LLC(Long Life Coolant：长效冷却剂))循环；电气系统冷却回路6，其使用于冷却作为电气系统设备的电动机4及发电机5的作为制冷剂的油(例如ATF(Automatic Transmission fluid：自动变速器油))循环；以及用于在上述冷却水与油之间进行热交换的热交换器7等。

内燃机冷却回路3具备：能供冷却水始终循环的主回路11；散热器回路12，其具有用于通过向外部的散热而对冷却水进行冷却的散热器8，使冷却水在发动机2与散热器8之间循环；热交换用冷却水流通部13，其具有所述热交换器7，并用于使通过该热交换器7而流出的冷却水返回到主回路11；三通阀14(流路切换部)，其设置于热交换用冷却水流通部13的上游端部，如后述那样切换冷却水的流路；以及以连接发动机2和恒温器9的方式设置的旁通流路15等。

主回路11具有第一流路11a、第二流路11b以及第三流路11c作为供冷却水流动的流路。具体而言，第一流路11a与发动机2的未图示的水套的冷却水流出口连接，第二流路11b以连接恒温器9和水泵16的方式设置，第三流路11c以连接水泵16和上述水套的冷却水流入口的方式设置。另外，第一流路11a与第二流路11b的中途的给定位置(以下，称作“连接位置P”)连接。而且，旁通流路15与发动机2的水套的冷却水流出口连接。恒温器9构成为根据从发动机2流出并经由旁通流路15到达恒温器9的冷却水的温度而进行打开和关闭。具体而言，在由于冷却水低于给定温度(例如90℃)而恒温器9关闭时，第二流路11b与旁通流路15连通(参照图6等)。另一方面，在冷却水为给定温度以上而恒温器9打开时，第二流路11b与后述的散热器回路12的第三流路12c连通(参照图7等)。此外，虽然省略图示，但在主回路11的第一流路11a设置有用于车辆内的供暖的加热器芯等。

在如此构成的主回路11中，当水泵16被驱动时，从发动机2流出的冷却水以依次流过第一流路11a、第二流路11b以及第三流路11c并流入发动机2的方式循环。另外，在此情况下，在由于冷却水低于给定温度而恒温器9关闭时，冷却水也从发动机2向旁通流路15流动，该冷却水以依次流过第二流路11b及第三流路11c并流入发动机2的方式循环。

散热器回路12具有第一流路12a、第二流路12b、第三流路12c以及第四流路12d作为供冷却水流动的流路，并共用所述主回路11的第二流路11b以及第三流路11c。具体而言，第一流路12a以连接发动机2的水套的冷却水流出口和散热器8的方式设置，第二流路12b及第三流路12c的一端部彼此相互在给定位置(以下，称作“连接位置Q”)处连接，并且第二流路12b的另一端部(上游端部)与散热器8连接，第三流路12c的另一端部(下游端部)与恒温器9连接。另外，第四流路12d的一端部在所述连接位置Q处与第二流路12b及第三流路12c连接，并且另一端部与所述三通阀14连接。

在如此构成的散热器回路12中，当水泵16被驱动并且恒温器9打开时，从发动机2流出的冷却水以依次流过第一流路12a、散热器8、第二流路12b、第三流路12c、恒温器9以及主回路11的第二流路11b及第三流路11c并流入发动机2的方式循环。在此情况下，通过打开恒温器9，散热器回路12的第三流路12c与主回路11的第二流路11b连通，另一方面，旁通流路15与主回路11的第二流路11b的连通被切断，冷却水不从发动机2向旁通流路15流动。此外，关于散热器回路12的第四流路12d中的冷却水的流动，将在后面叙述。

热交换用冷却水流通部13具有第一流路13a及第二流路13b作为供冷却水流动的流路。具体而言，第一流路13a以连接三通阀14和热交换器7的方式设置，一端部与三通阀14连接，另一端部与热交换器7内的冷却水流路7a连接。另一方面，第二流路13b以连接热交换器7和主回路11的第一流路11a的方式设置，一端部与热交换器7内的冷却水流路7a连接，另一端部与上述第一流路11a的给定位置(以下，称作“连接位置R”)处连接。

在如此构成的热交换用冷却水流通部13中，经由三通阀14流入第一流路13a的冷却水依次流过热交换器7及第二流路13b，在连接位置R处流入主回路11的第一流路。另外，当冷却水在热交换器7内的冷却水流路7a流动时，与在油流路7b流动的油之间进行热交换。

另外，在三通阀14，除了上述散热器回路12的第四流路12d及热交换用冷却水流通部13的第一流路13a之外，还连接有以将与发动机2之间相连的方式设置的内燃机冷却水流路2a。该内燃机冷却水流路2a的发动机2侧的端部与上述的主回路11及散热器回路12的第一流路11a及12a、以及旁通流路15同样地，与发动机2的水套的冷却水流出口连接。

如上所述，三通阀14构成为选择性地将端部与其自身连接的3个流路、即内燃机冷却水流路2a、散热器回路12的第四流路12d以及热交换用冷却水流通部13的第一流路13a当中的任意2个流路的端部进行连接。

另外，在发动机2设置有检测从水套流出的冷却水的温度(以下，称作“发动机水温TW”)的发动机水温传感器17。另外，在散热器8设置有散热器水温传感器18，散热器水温传感器18检测由散热器8冷却并从散热器8流出的冷却水的温度(以下，称作“散热器水温TWR”)。此外，水泵16由电动泵构成，根据上述的发动机水温TW、散热器水温TWR等来调整冷却水的流量。

另一方面，电气系统冷却回路6具有电动机用流路21、发电机用流路22、进给流路23以及返回流路24作为供油流动的流路，通过驱动电动机用油泵25来向电动机4供给油，并且通过驱动发电机用油泵26来向发电机5供给油。

电动机用流路21具有第一流路21a、第二流路21b以及第三流路21c。第一流路21a的一端部在连接位置S处与进给流路23连接，另一端部与电动机4的油流出口连接。另外，第二流路21b的一端部与电动机4的油流入口连接，另一端部与电动机用油泵25的油排出口连接。而且，第三流路21c的一端部与电动机用油泵25的油吸引口连接，另一端部在连接位置T处与返回流路24连接。

另一方面，发电机用流路22具有第一流路22a、第二流路22b以及第三流路22c。第一流路22a的一端部在所述连接位置S处与进给流路23连接，另一端部与发电机5的油流出口连接。另外，第二流路22b的一端部与发电机5的油流入口连接，另一端部与发电机用油泵26的油排出口连接。而且，第三流路22c的一端部与发电机用油泵26的油吸引口连接，另一端部在所述连接位置T处与返回流路24连接。

进给流路23是用于将从电动机4及发电机5流出的油向热交换器7输送的流路，一端部在所述连接位置S处与电动机用流路21及发电机用流路22的第一流路21a及22a连接，另一端部与热交换器7的油流路7b的流入口连接。另一方面，返回流路24是用于将从热交换器7流出的油返回到电动机4及发电机5的流路，一端部与热交换器7的油流路7b的流出口连接，另一端部在所述连接位置T处与电动机用流路21及发电机用流路22的第三流路21c及22c连接。

在如上述那样构成的电气系统冷却回路6中，通过驱动电动机用油泵25和/或发电机用油泵26，从电动机4和/或发电机5流出的油通过电动机用流路21的第一流路21a和/或发电机用流路22的第一流路22a而向连接位置S流动。到达该连接位置S的油依次通过进给流路23、热交换器7的油流路7b以及返回流路24而向连接位置T流动。到达该连接位置T的油经由电动机用流路21的第三流路21c和/或发电机用流路22的第三流路22c被电动机用油泵25和/或发电机用油泵26吸引。然后，被吸引的油从上述泵25、26排出，并经由电动机用流路21的第二流路21b和/或发电机用流路22的第二流路22b被供给到电动机4和/或发电机5。如以上这样，在电气系统冷却回路6中循环的油在流过热交换器7内的油流路7b时，与流过冷却水流路7a的冷却水之间进行热交换。

另外，在电气系统冷却回路6的进给流路23的给定位置处，设置有检测通过了连接位置S的油的温度(以下，称作“油温TATF”)的油温传感器27。此外，电动机用油泵25及发电机用油泵26由电动泵构成，根据上述的油温TATF等来调整油的流量。

图2示出了冷却装置1中的控制部10。控制部10具备ECU10a，该ECU10a由微型计算机构成，该微型计算机由CPU、RAM、ROM以及I/O接口(均未图示)等构成。由上述发动机水温传感器17检测出的发动机水温TW、由散热器水温传感器18检测出的散热器水温TWR、以及由油温传感器27检测出的油温TATF的检测信号被输出到ECU10a。然后，ECU10a根据这些检测信号等来控制上述三通阀14、水泵16、电动机用油泵25以及发电机用油泵26等。

图3示出了基于三通阀14的冷却水的流路的切换状态。图3的(a)示出了将内燃机冷却水流路2a与热交换用冷却水流通部13的第一流路13a连接后的状态。另外，图3的(b)示出了将散热器回路12的第四流路12d与热交换用冷却水流通部13的第一流路13a连接后的状态。而且，图3的(c)示出了将内燃机冷却水流路2a与散热器回路12的第四流路12d连接后的状态。此外，在以下的说明中，将上述图3的(a)、(b)以及(c)所示的流路的切换状态分别适当地称为“A模式”、“B模式”以及“C模式”。

接下来，参照图4～图11对基于三通阀14的冷却水的流路切换控制进行说明。图4是表示流路切换控制处理的流程图，在ECU10a中每隔给定时间执行。另外，图5示出了内燃机冷却回路3中的冷却水的流动停止而仅有电气系统冷却回路6中的油流动的状态。此外，在以下说明的图6～图11的冷却回路图中，与图5同样地，用箭头表示油及冷却水流动的方向，并且用粗线表示油及冷却水流动的流路，用细线表示未流动的流路。

如图4所示，在该流路切换控制处理中，首先，在步骤1(图示为“S1”。以下相同)中，判别油温TATF是否大于第一阈值TREF1。上述的第一阈值TREF1作为如下的阈值，被设定为较高的值(例如100℃)，该阈值用于判定是否处于随着电动机4和/或发电机5的温度变高而油温TATF也变高从而应该将电气系统冷却回路6的热量排出到外部的状态。在步骤1的判别结果为是时，进入步骤2，将三通阀14切换为B模式(包括B模式的维持)，从而结束本处理。

图6示出了将三通阀14切换为B模式的状态、即连接散热器回路12的第四流路12d和热交换用冷却水流通部13的第一流路13a并且水泵16正在被驱动的状态。另外，在该图中，示出了在发动机2预热前，冷却水的温度低且恒温器9关闭的状态。如图6所示，在此情况下，在内燃机冷却回路3中，冷却水在主回路11中沿该图的顺时针方向流动而循环，并且冷却水也在旁通流路15中流动而循环，而且，在散热器回路12中，冷却水以如下方式流动而循环。

即，从发动机2流出的冷却水首先依次流过散热器回路12的第一流路12a、散热器8、散热器回路12的第二流路12b以及第四流路12d，并到达三通阀14。接着，到达该三通阀14的冷却水依次流过热交换用冷却水流通部13的第一流路13a、热交换器7的冷却水流路7a、热交换用冷却水流通部13的第二流路13b，到达与主回路11的第一流路11a的连接位置R。然后，到达该连接位置R的冷却水与在主回路11中循环的冷却水合流，依次流过主回路11的第二流路11b及第三流路11c，流入发动机2。

如上所述，在冷却水在散热器回路12中循环的情况下，从散热器8流出的温度最低的冷却水被导入热交换器7。由此，具有较高的温度的油的热量向冷却水转移，该冷却水向散热器8流动而被散热，从而被冷却。也就是说，能够将由于工作而发热的电动机4和/或发电机5的热量经由散热器8向外部排弃。此外，在图4的步骤2的括号内，将上述电动机4及发电机5标记为“MG”，并且将散热器8标记为“RAD”，用箭头表示热量的转移方向(MG热量→RAD)。

此外，图7示出了在上述图6的状态下恒温器9打开时的冷却水的流动。如图7所示，当恒温器9打开时，从散热器8流出的冷却水在连接位置Q处分支，以散热器回路12的第三流路12c作为主的流路而进行流动，冷却水的一部分向第四流路12d流动。然后，流过第三流路12c的冷却水经由恒温器9、主回路11的第二流路11b以及第三流路11c而流入发动机2。另一方面，流过第四流路12d的冷却水经过热交换用冷却水流通部13，在连接位置R处与流过主回路11的第一流路11a的冷却水合流，而且，在连接位置P处与在所述连接位置Q分支的冷却水合流。

返回到图4，在所述步骤1的判别结果为否、TATF≤TREF1时，判别发动机水温TW是否低于油温TATF(步骤3)，在其判别结果为是时，进入步骤4，将三通阀14切换为A模式(包括A模式的维持)，结束本处理。

另外，在步骤3的判别结果为否、TATF≤TW时，判别油温TATF是否低于第二阈值TREF2(步骤5)。上述的第二阈值TREF2作为如下的阈值，被设定为较低的值(例如50℃)，该阈值用于判定是否处于随着电动机4和/或发电机5的温度变低而油温TATF也变低从而为了使电动机4及发电机5高效地工作而应该使其升温的状态。在步骤5的判别结果为是时，进入所述步骤4，将三通阀14切换为A模式(包括A模式的维持)，结束本处理。

图8示出了将三通阀14切换为A模式的状态、即连接内燃机冷却水流路2a与热交换用冷却水流通部13的第一流路13a并且驱动水泵16且恒温器9关闭的状态。如该图所示，在此情况下，与上述的图6的情况同样地，在内燃机冷却回路3中，冷却水在主回路11及旁通流路15中流动而循环。另外，从发动机2流出并经由内燃机冷却水流路2a到达三通阀14的冷却水与上述的图6的情况同样地，流过热交换用冷却水流通部13，被导入热交换器7。此外，如上所述，到达连接位置R的冷却水与在主回路11中循环的冷却水合流，依次流过第二流路11b及第三流路11c，流入发动机2。

如上所述，在冷却水经由内燃机冷却水流路2a而到达三通阀14的情况下，从发动机2流出的温度最高的冷却水被导入热交换器7。在图4的所述步骤3的判别结果为是时，即由于发动机水温TW低于油温TATF而三通阀14被切换为A模式的情况下，在热交换器7，具有较高的温度的油的热量向冷却水转移，该冷却水流入发动机2，从而发动机2升温。也就是说，能够将电动机4和/或发电机5的热量提供给发动机2，在发动机2为预热前时，能够迅速地对发动机2进行预热。此外，在图4的步骤4的括号内，将发动机2标记为“ENG”，用箭头表示电动机4及发电机5的热量的转移(MG热量→ENG)。

另外，在所述步骤3的判别结果为否且步骤5的判别结果为是时，即，在由于油温TATF为发动机水温TW以下(TATF≤TW)且低于第二阈值TREF2(TATF＜TREF2)，从而三通阀14被切换为A模式的情况下，在发动机水温TW比油温TATF高时，在热交换器7中，具有较高的温度的冷却水的热量向油转移，该油流入电动机4及发电机5，从而电动机4及发电机5升温。也就是说，能够将发动机2的热量提供给电动机4及发电机5(MG←ENG热量)，在其温度比高效地工作的温度范围低时，能够迅速地使电动机4及发电机5升温并高效地工作。

此外，图9示出了在上述图8的状态下恒温器9打开时的冷却水的流动。如图9所示，在散热器回路12中，当恒温器9打开时，从发动机2流出的冷却水的一部分流过散热器8而被散热，从而被冷却，该冷却水依次经过散热器回路12的第二流路12b及第三流路12c、恒温器9，在连接位置P处与流过主回路11的第一流路11a的冷却水合流，经由主回路11的第二流路11b及第三流路11c，流入发动机2。

返回到图4，在所述步骤5的判别结果为否时，即，在油温TATF为第二阈值TREF2以上且为使电动机4及发电机5高效地工作的温度范围内的下限以上，并且不是使其积极地升温的程度的状态的情况下，将三通阀14切换为C模式(包括C模式的维持)，结束本处理。

图10示出了将三通阀14切换为C模式的状态、即连接内燃机冷却水流路2a与散热器回路12的第四流路12d并且驱动水泵16且恒温器9关闭的状态。如该图所示，在此情况下，在内燃机冷却回路3中，冷却水在主回路11及旁通流路15中流动而循环。即，冷却水不会在散热器回路12及内燃机冷却水流路2a中流动，因此，冷却水也不会在热交换用冷却水流通部13中流动，也不会被导入热交换器7。其结果，由于电气系统冷却回路6的油在不进行热交换的前提下循环，因此在电动机4及发电机5工作时，其通过自身的发热而与循环的油一起升温(MG自升温)。

此外，图11示出了在上述图10的状态下恒温器9打开时的冷却水的流动。如图11所示，在散热器回路12中，当恒温器9打开时，从发动机2流出的冷却水的一部分在散热器8流动而被散热，从而被冷却，通过散热器回路12的第二流路12b而到达连接位置Q。另外，从发动机2流出的冷却水的一部分通过内燃机冷却水流路2a、三通阀14以及散热器回路12的第四流路12d而到达连接位置Q。然后，到达连接位置Q的上述冷却水合流，经过散热器回路12的第三流路12c、恒温器9，在连接位置P处与在主回路11循环的冷却水合流，经由主回路11的第二流路11b及第三流路11c，流入发动机2。

如以上详细叙述的那样，根据本实施方式，根据发动机水温TW及油温TATF并利用三通阀14来切换冷却水的流路，从而能够在内燃机冷却回路3的冷却水与电气系统冷却回路6的油之间高效地进行热交换，能够适当且迅速地进行发动机2、电动机4以及发电机5的冷却及升温。

此外，本发明不限定于说明的上述实施方式，能够以各种方式实施。例如，在实施方式中，作为在电气系统冷却回路6中要冷却的电气系统设备，例示了电动机4及发电机5，但本发明不限定于此，可以将具有较高的热量的各种设备(例如蓄电池)作为上述的电气系统设备。另外，在实施方式中，采用了三通阀14作为本发明的流路切换部，但本发明不限定于此，能够采用能适当地切换流路的各种切换阀。而且，在实施方式中示出的冷却装置1、内燃机冷却回路3以及电气系统冷却回路6的细节的结构等只不过是例示，在本发明的主旨的范围内能够适当变更。

(标号说明)

1 冷却装置

2 内燃机

2a 内燃机冷却水流路(第一流路)

3 内燃机冷却回路

4 电动机(电气系统设备)

5 发电机(电气系统设备)

6 电气系统冷却回路

7 热交换器

7a 热交换器内的冷却水流路

7b 热交换器内的油流路

8 散热器

9 恒温器

10 控制部

10a ECU(三通阀控制单元)

11 主回路

12 散热器回路

12d 散热器回路的第四流路(第二流路)

13 热交换用冷却水流通部

14 三通阀(流路切换部)

16 水泵

17 发动机水温传感器(冷却水温度检测单元)

18 散热器水温传感器

21 电气系统冷却回路的电动机用流路

22 电气系统冷却回路的发电机用流路

23 进给流路

24 返回流路

25 电动机用油泵

26 发电机用油泵

27 油温传感器(制冷剂温度检测单元)

TW 发动机水温

TATF 油温

TREF1 第一阈值

TREF2 第二阈值。

Claims (7)

1.一种混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述混合动力车辆的冷却装置具备：内燃机冷却回路，其使用于冷却内燃机的冷却水循环；电气系统冷却回路，其使用于冷却电气系统设备的制冷剂循环；以及热交换器，其供所述冷却水及所述制冷剂流通，并在该冷却水与该制冷剂之间进行热交换，

所述内燃机冷却回路具备：

主回路，所述冷却水能在所述主回路中始终循环；

散热器回路，其具有用于对冷却水进行冷却的散热器，并使所述冷却水在所述内燃机与所述散热器之间循环；

热交换用冷却水流通部，其具有所述热交换器并且构成为能够供冷却水流通，并用于使通过该热交换器而流出的冷却水返回到所述主回路；以及

流路切换部，其设置于所述热交换用冷却水流通部的上游端部，能够切换冷却水的流路，以允许从所述内燃机及所述散热器当中的一方流出的冷却水流入所述热交换器。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述流路切换部构成为能够切换冷却水的流路，以阻止从所述内燃机及所述散热器流出的冷却水流入所述热交换器。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述流路切换部由三通阀构成，所述三通阀能够选择性地将供从所述内燃机流出的冷却水流通的第一流路的下游端部、供从所述散热器流出的冷却水流通的第二流路的下游端部、以及所述热交换用冷却水流通部的上游端部当中的任意2个端部进行连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述混合动力车辆的冷却装置还具备：

制冷剂温度检测单元，其检测所述电气系统冷却回路的所述制冷剂的温度；以及

三通阀控制单元，其控制所述三通阀，

在检测出的所述制冷剂的温度高于给定的第一阈值时，所述三通阀控制单元控制所述三通阀，以将所述第二流路的下游端部与所述热交换用冷却水流通部的上游端部进行连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述混合动力车辆的冷却装置还具备冷却水温度检测单元，所述冷却水温度检测单元检测所述内燃机冷却回路的所述冷却水的温度，

在检测出的所述冷却水的温度低于检测出的所述制冷剂的温度时，或者在所述制冷剂的温度为所述冷却水的温度以下且低于比所述第一阈值小的给定的第二阈值时，所述三通阀控制单元控制所述三通阀，以将所述第一流路的下游端部与所述热交换用冷却水流通部的上游端部进行连接。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

在检测出的所述制冷剂的温度为所述第二阈值以上时，所述三通阀控制单元控制所述三通阀，以将所述第一流路的下游端部与所述第二流路的下游端部进行连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的混合动力车辆的冷却装置，其特征在于，

所述电气系统设备为电动机和/或发电机。

Images