JP2001032713A - 車両用クーラント循環装置 - Google Patents

車両用クーラント循環装置

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JP2001032713A
JP2001032713A JP2000171254A JP2000171254A JP2001032713A JP 2001032713 A JP2001032713 A JP 2001032713A JP 2000171254 A JP2000171254 A JP 2000171254A JP 2000171254 A JP2000171254 A JP 2000171254A JP 2001032713 A JP2001032713 A JP 2001032713A
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JP
Japan
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coolant
radiator
engine
cooled
cooling
Prior art date
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Pending
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JP2000171254A
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English (en)
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Kenji Matsuda
憲兒 松田
Toyotaka Hirao
豊隆 平尾
Hiroshi Mizutani
寛 水谷
Gregory A Major
グレゴリー・エー・メイジャー
June Bian
ジューン・バイアン
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Motors Liquidation Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化、軽量化を実現する車両用クー
ラント循環装置を提供すること。 【解決手段】 クーラントによって被冷却装置を冷却す
る車両用クーラント循環装置において、クーラント循環
系が、エンジン冷却用の第１のラジエータ８を有するク
ーラント循環系と、電動モータおよびエンジン付帯装置
冷却用の第２のラジエータ９を有するクーラント循環系
とに区分され、第２のラジエータ９によって複数の被冷
却装置としての駆動用モータおよびエンジン付帯装置が
冷却され、各々の被冷却装置と第２のラジエータ９との
間には、各被冷却装置に循環されるクーラント量を制御
する循環量制御手段５３、５４、５７が設けられている
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に設けら
れ、クーラントを循環させるクーラント循環装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気環境への改善要求、地球環境
問題に伴い、低公害車、代替エネルギ車に対する導入ニ
ーズが高まりを見せている。代替エネルギ車の有力候補
として、駆動源として電動モータとエンジンとを併用す
るハイブリッド車が挙げられる。
【０００３】ハイブリッド車は高速運転時にはエンジン
で駆動し、低速運転時にはバッテリを電源とする駆動用
モータによって駆動する。バッテリはエンジン駆動時に
発電用モータを駆動して蓄電される。このように駆動源
を複数設けているため、ハイブリッド車においては各々
の駆動源について冷却系統を設けなければならない。す
なわち、従来のエンジン車と同様にラジエータとエンジ
ンとの間でクーラントを循環させるクーラント循環装置
を設けてエンジンを冷却する必要がある。また、駆動用
モータ冷却用のクーラント循環装置を設けておくことに
より駆動用モータの冷却を行う。さらには、発電用モー
タ駆動中は、当該発電用モータを冷却する必要があるた
め、そのためのクーラント循環装置も必要である。ここ
で、駆動用モータおよび発電用モータは、例えば６５℃
以下に保つことが要求される。また、前記バッテリとし
てリチウムイオンバッテリ等の高温形電池を用いる場
合、発電及び蓄電の効率上、例えば８５℃程度にその温
度を制御することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記駆動用
モータおよび発電用モータと、バッテリとでは冷却（制
御）温度が異なる。したがって、ラジエータを含む冷却
系統（以下、単に冷却系統と呼ぶ）をエンジン冷却用と
して設ける他に、駆動用モータ及び発電用モータを冷却
するための冷却系統、ならびにバッテリを冷却するため
の冷却系統を各々独立に設ける必要がある。さらに、エ
ンジン付帯設備として例えばインタークーラが設けられ
ている場合には、その冷却も考慮する必要がある。この
ため、冷却装置が大型化するとともに重量が大きくな
り、小型軽量化が要求されている車両に搭載するには問
題がある。
【０００５】上記事情に鑑み、本発明においては、装置
の小型化、軽量化を実現する車両用クーラント循環装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用クーラン
ト循環装置は、クーラントを冷却するラジエータと、該
ラジエータとの間でクーラントが循環される被冷却装置
とを備えた車両用クーラント循環装置において、１つの
ラジエータと、複数の被冷却装置との間でクーラントが
循環されることを特徴とする。
【０００７】ハイブリッド車には、被冷却装置として、
エンジン以外に、駆動用モータ、インタークーラ、排気
再循環（Exhaust Gas Recirculation、以下ＥＧＲと呼
ぶ）装置があるが、全てを同時に使用することはない。
つまり、インタークーラと駆動用モータを考えると、イ
ンタークーラはエンジン駆動時に使用されるものである
から、インタークーラと駆動用モータは同時には使用さ
れない。すなわち、もしインタークーラ冷却用の冷却系
統と駆動用モータ冷却の冷却系統とを別々に設けても、
これら冷却系統は同時には使用されないことから、イン
タークーラと駆動用モータで冷却系統を共用すれば、一
つの冷却系統で双方の冷却を行うことができる。つま
り、個々に設けられていたラジエータを統合して、一つ
のラジエータで集中的に冷却を行うことにより、ラジエ
ータの容積を小さくすることができる。したがって、本
発明のように一つのラジエータと複数の被冷却装置との
間でクーラントが循環される構造としても、冷却能力を
低下させることなく、ラジエータの重量、体積を低減す
ることができる。
【０００８】具体的には、被冷却装置をエンジン、駆動
用モータ、エンジン付帯装置とし、エンジン冷却用とし
て第１のラジエータ、駆動用モータおよびエンジン付帯
装置冷却用として第２のラジエータを設ける。エンジン
付帯装置としては、インタークーラ及び／又は排気再循
環装置が挙げられる。更に、第２のラジエータを有する
クーラント循環系内に、バッテリを配置してもよい。
【０００９】本発明の車両用クーラント循環装置におい
ては、前記各々の被冷却装置とラジエータとの間には、
各被冷却装置に循環されるクーラント量を制御する循環
量制御手段を設けることができる。
【００１０】このクーラント循環装置においては、循環
量制御手段によって各被冷却装置が必要とする量のクー
ラントを循環させる。すなわち、ラジエータから送り出
されるクーラントを各循環量制御手段が各被冷却装置へ
分配する。循環量制御手段としては、例えば被冷却装置
に各々設けられたポンプを設ける。
【００１１】ここで、一つのラジエータから複数の被冷
却装置にクーラントが循環される場合、あるポンプを停
止しても他のポンプが起動していると、クーラントがラ
ジエータへ流れずにポンプが停止している他の被冷却装
置へ逆流する場合がある。この場合、クーラントはラジ
エータとの間ではなくポンプが停止中の被冷却装置との
間で循環されることとなる。これを防ぐため、被冷却装
置がクーラントによる冷却を必要としない場合でもポン
プを完全には停止せず、クーラントが逆流しない程度に
起動させておく。なお、逆流を防止する手段として上記
の他に逆止弁を介装しておくことが考えられるが、クー
ラント流動時に逆止弁が流動抵抗となるという問題があ
る。上記のようにポンプなどの循環量制御手段によって
逆流を防止すれば、このような問題が生ずることはな
く、ポンプのエネルギー損失を抑えることができる。す
なわち、逆止弁を設けるよりもポンプによって逆流を防
止する構成とした方が、より小型のポンプとすることが
でき、車両の軽量化が可能となる。
【００１２】また、クーラントを加熱するクーラント加
熱手段を設け、該クーラント加熱手段により加熱された
高温クーラントと、該高温クーラントより低温のクーラ
ントとの混合クーラントを被冷却装置に循環してもよ
い。
【００１３】クーラント加熱手段としては、エンジン等
クーラントを加熱する装置が挙げられる。低温クーラン
トとしてはラジエータにより冷却されたクーラントや、
被冷却装置で放熱した後のクーラントなどが挙げられ
る。これら高温クーラントと低温クーラントとを混合す
ることにより、これら温度の範囲において任意温度のク
ーラントを生成することができる。温度制御は混合する
高温クーラントと低温クーラントとの量を調整すること
により行う。これにより、例えば常に一定温度のクーラ
ントを被冷却装置（例えばリチウムイオンバッテリ）に
循環させることで、該被冷却装置を所定温度に保つこと
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の車両用クーラント循環装置を搭載したハイブリッド車
について、図面に基づいて説明する。図１において、１
はハイブリッド車であり、車体前部に前輪駆動用モータ
２ａを内蔵したドライブユニット（被冷却装置）２を備
え、車体後部に後輪駆動用エンジン３を備えている。こ
のハイブリッド車は低速運転時は駆動用モータ２ａを駆
動源として走行し、一定速度以上においては駆動源をエ
ンジン３に切り替えて走行する。また、モータ２ａを車
体前部に設けたため、搭載スペース上の理由および空気
抵抗を考慮し、エンジン３を車体後部に設けている。
【００１５】図において符号５はモータ２ａの電源とな
るバッテリ（被冷却装置）であり、６はエンジン３の駆
動力を電力に変換してバッテリ５に蓄積するモータ・ジ
ェネレータ・ユニット（被冷却装置）である。モータ・
ジェネレータ・ユニット６には発電用モータ（不図示）
が搭載されており、該発電用モータにエンジン３の駆動
力が伝達されることによって発電が行われる。モータ・
ジェネレータ・ユニット６はまた、電力によって発電用
モータを駆動させることにより、バッテリ５に蓄積され
た電力を駆動力に変換する機能も有する。なお、本例の
バッテリ５は、高温域（例えば８０℃〜９０℃）にて安
定して高効率で運転する高温形電池であり、高温形電池
の一例としては、正極に銅、ニッケル、銀などのハロゲ
ン化物、負極に金属リチウム（その他カルシウム、マグ
ネシウムなどの活性金属でも可）を用い、電解質として
プロピレンカーボネイトなどの有機物を使用したもので
ある。
【００１６】符号５０はＩ／Ｃ（インタークーラ）・Ｅ
ＧＲシステム（被冷却装置）である。また、８はエンジ
ン３冷却用の第１のラジエータであり、９は第１のラジ
エータ８と併設された第２のラジエータである。第２の
ラジエータ９は駆動用モータ２ａ、モータ・ジェネレー
タ・ユニット６、さらにはＩ／Ｃ・ＥＧＲシステムを冷
却する為のものである。これら第１のラジエータ８、第
２のラジエータ９はラジエータ冷却用ファン１０によっ
て周囲の空気に放熱されるようになっている。さらに、
エンジン３の熱をバッテリ５に与えるバッテリ熱交換器
（クーラント加熱手段）１１が設けられている。
【００１７】次に、このハイブリッド車１に搭載される
空気調和装置（以下、エアコンと呼ぶ）について説明す
る。図１において、符号１２は冷媒を圧縮するコンプレ
ッサユニット、１３は熱交換機、１４は熱交換器１３に
送風するファン、１５はＨＰＶＭ（Heat Pump Ventilat
ing Module）と呼ばれるモジュールである。熱交換器１
３は外気との熱交換を容易にするために車体右側面に設
けられ、ファン１４によって強制的に外気と熱交換され
る。ＨＰＶＭ１５は車体後部の中央に設けられ、ＨＰＶ
Ｍ１５前面には車体下部中央に沿って車体前方に延びる
ダクト１６が接続されている。ダクト１６は筒状に形成
されているとともに、ダクト１６の中央部および前端部
にそれぞれ吹出部１７、１８が設けられている。
【００１８】前記ＨＰＶＭ１５について詳細に説明す
る。図２に示したものはＨＰＶＭ１５の斜視図、図３に
示したものは、前記エアコンのブロック図である。図２
において、ＨＰＶＭ１５は、ケーシング１５ａ、内気取
入口２１、外気取入口２２、排気口２３、前記ダクト１
６と連結される連結部２４とを備えている。内気取入口
２１は車室内と連通し、外気取入口２２および排気口２
３は車室外と連通している。
【００１９】また、図３に示すように、ＨＰＶＭ１５に
は、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）
のいずれか一方から空気を取り入れるかを決定する内外
気切換ダンパ３０、内外気切換ダンパ３０を介して空気
を導入するファン３１、導入された空気と冷媒とが熱交
換される熱交換器３３、熱交換された空気の一部を分岐
するエアミックスダンパ３４、分岐した空気を加熱する
ヒータコア３５とを備えている。内外気切換ダンパ３０
を開閉操作することにより、内気を内気取入口２１（図
２参照）より吸引してダクト１６に送る内気循環運転
と、外気を外気取入口２２（図２参照）より導入してダ
クト１６に送るとともに、内気を排気口２３（図２参
照）より排出する外気導入運転とのうち、いずれか一方
を選択して運転することが可能である。
【００２０】ヒータコア３５は、後述するようにエンジ
ン３から高温のクーラントの供給を受け、送風されてき
た導入空気を加熱する熱交換器であり、エアコンの暖房
運転時（ヒートポンプ運転）に補助的に用いられるもの
である。エアミックスダンパ３４は、その開度に応じて
ヒータコア３５に分岐させる導入空気量を調整する。導
入空気はその後ダクト１６の吹出部１７、１８から車室
内に吹き出されるようになっている。
【００２１】熱交換器３３および熱交換器１３には、コ
ンプレッサユニット１２によって冷媒が供給されること
により、冷房運転または暖房運転が行われる。図４にコ
ンプレッサユニット１２を示した。図に示すように、コ
ンプレッサユニット１２は、主な構成要素として圧縮機
４１、絞り抵抗４２、４方弁４３及びアキュムレータ４
４を具備し、これらの各機器間、前述の熱交換器１３、
３３が冷媒流路４５で連結されて、冷媒回路を形成して
いる。圧縮機４１には、エンジン３またはモータ・ジェ
ネレータ・ユニット６より駆動力が伝達される。圧縮機
４１は、気体で供給される冷媒を圧縮し、高温高圧の気
体冷媒として４方弁４３へ送る機能を有している。この
圧縮機４１から高温高圧の気体冷媒が送られた４方弁４
３は、冷媒回路における冷媒の流れ方向を変えること
で、冷房運転・暖房運転の切り換えを行う機能を有して
いる。また、絞り抵抗４２は、高温高圧の液冷媒を減圧
・膨張させて低温低圧の液（霧状）冷媒にする機能を有
しており、キャピラリチューブや膨張弁などが使用され
る。なお、アキュムレータ４４は、圧縮機４１へ供給さ
れる気体冷媒に含まれる液状成分を除去するために設け
たものである。
【００２２】上記冷媒回路においては、暖房運転時に
は、低温低圧の液冷媒が熱交換器３３において外気から
熱を奪って蒸発気化し、低温低圧の気体冷媒となって圧
縮機４１へ送られ、高温高圧の気体冷媒となる。その後
熱交換器１３において放熱し、絞り抵抗４２を経て低温
低圧の液冷媒となった後、再び熱交換器３３に循環す
る。この場合、熱交換器３３はエバポレータ、熱交換器
１３はコンデンサとして機能する。冷房運転時には、熱
交換器３３には高温高圧の気体冷媒が供給されるので、
外気に熱を放出して凝縮液化することで高温高圧の液冷
媒となり、絞り抵抗４２及び熱交換器１３へ送られる。
熱交換器１３にて蒸発気化した冷媒は圧縮機４１に送ら
れ、再び熱交換器３３へ循環される。この場合、熱交換
器３３はコンデンサ、熱交換器１３はエバポレータとし
て機能する。
【００２３】さて、上記構成において、前述のドライブ
ユニット２、モータ・ジェネレータ・ユニット６は、安
全に駆動させるために６５℃以下であることが要求され
る。さらに、バッテリ５は発電、蓄電効率上８５±５℃
であることが望ましい。この要求を満たすため、本ハイ
ブリッド車１においては以下に示すようにクーラントの
温度制御を行っている。図５に示すように、エンジン
３、バッテリ５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０、ドライ
ブユニット２、モータ・ジェネレータ・ユニット６、第
１のラジエータ８、第２のラジエータ９、および、バッ
テリ熱交換器１１間にクーラントが流動される所定の流
路が形成されている。エンジン３は第１のラジエータ８
により冷却され、バッテリ５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム
５０、ドライブユニット２、およびモータ・ジェネレー
タ・ユニット６は第２のラジエータ９により冷却され
る。以下、この流路について更に詳細に説明する。
【００２４】Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０、ドライブユ
ニット２、モータ・ジェネレータ・ユニット６は、第２
のラジエータ９から供給されるクーラントによって冷却
される。まず、第２のラジエータ９の出側から流路５１
にクーラントが供給される。クーラントは分岐点ｐ１に
おいてＩ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０側と、ドライブユニ
ット２およびモータ・ジェネレータ・ユニット６側に分
岐する。Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０側に分岐したクー
ラントは流路ｂ１に介装されたインタークーラ・クーラ
ント・ポンプ（循環量制御手段）５３を経てＩ／Ｃ・Ｅ
ＧＲシステム５０内に供給される。Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシス
テム５０内において装置系を冷却した後、流路５２を経
て再び第２のラジエータ９に循環される。このとき、イ
ンタークーラ・クーラント・ポンプ５３によってクーラ
ントに流速が与えられて流路ｂ１内を流動されるように
なっている。
【００２５】一方、ドライブユニット２およびモータ・
ジェネレータ・ユニット６側に分岐したクーラントは、
さらに分岐点ｐ２により分岐された後、その一方がトラ
クション・クーラント・ポンプ（循環量制御手段）５４
を経てさらに分岐する。その一方はドライブユニット２
側の流路ｂ２に分岐し、他方はモータ・ジェネレータ・
ユニット６側の流路ｂ３に分岐する。分岐後のクーラン
トは、上記Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０に供給されるク
ーラントと同様、各々ドライブユニット２およびモータ
・ジェネレータ・ユニット６に供給され、装置系を冷却
した後、流路５２を経て再び第２のラジエータ９に循環
される。このとき、トラクション・クーラント・ポンプ
５４によってクーラントに流速が与えられて流路ｂ２お
よびｂ３内を流動されるようになっている。
【００２６】ここで、ドライブユニット２は図１に示す
ように車体前部に設けられている。一方、モータ・ジェ
ネレータ・ユニット６および第２のラジエータ９は車体
後部に設けられている。すなわち、流路ｂ２は流路ｂ３
より長く、クーラントの流動抵抗が大きい。このため、
ドライブユニット２とモータ・ジェネレータ・ユニット
６双方にクーラントを流動させる必要がある場合、モー
タ・ジェネレータ・ユニット６側の流量が多くなってし
まい、均衡がとれない。この問題を解決するため、流路
ｂ３にはｂ２との流量の均衡を保つため、流量調整バル
ブ５５が介装されている。
【００２７】上記分岐点ｐ２により分岐されたクーラン
トの他方は、バッテリ・クーラント・ポンプ（循環量制
御手段）５７が介装された流路ｂ４内をバッテリ５側に
流動する。ここで、バッテリ・クーラント・ポンプ５７
手前の合流点ｐ４において、エンジン３の熱によって加
熱された高温のクーラントと合流するが、このクーラン
トについては後述する。合流後において、クーラントは
所定温度（８５±５℃）となるように予め流量が調整さ
れている。その後クーラントはバッテリ５に供給され、
バッテリ５内を上記所定温度に保ちつつ、出側流路ｂ５
に吐出される。クーラントは分岐点ｐ３において流路ｂ
６およびｂ７に分岐する。流路ｂ６はバッテリ熱交換器
１１内を通過して前記合流点ｐ４において流路ｂ４と合
流し、また、流路ｂ７は、流路５２と合流して、その後
再び第２のラジエータ９に循環されるようになってい
る。流路ｂ６には流量調整バルブ６０が、流路ｂ７には
流量調整バルブ６１が介装されている。この流量調整バ
ルブについては後述する。
【００２８】流路ｂ６内を流動するクーラントは、バッ
テリ熱交換器１１においてエンジン３の熱によって加熱
される。詳細には、バッテリ熱交換器１１においては、
エンジン３との間でクーラントが循環される流路ｂ１０
と、流路ｂ６とが互いに熱交換されるようになってい
る。流路ｂ６内のクーラント（約８５±５℃程度）よ
り、エンジン３によって加熱された流路ｂ１０内のクー
ラントの方が高温であるから、流路ｂ６内のクーラント
が加熱され、高温のクーラントとなって合流点ｐ４にて
流路ｂ４内の低温クーラントと合流する。このようにし
て高温クーラントと低温クーラントが合流点ｐ４におい
て合流することによりバッテリ５に上記所定温度のクー
ラントが供給されるのであるが、このときの高温クーラ
ントの量を上記流量調整バルブ６０、６１によって調整
することにより、バッテリ５に供給されるクーラントの
温度を制御している。
【００２９】なお、エンジン３には上記流路ｂ１０とは
別に流路ｂ１１が設けられ、第１のラジエータ８との間
でクーラントが循環している。さらに、流路ｂ１２が設
けられ、ヒータコア３５との間でクーラントが循環して
いる。エンジン３から吐出したクーラントは、分岐点ｐ
５にて流路ｂ１０、ｂ１１、ｂ１２に分岐し、それぞれ
バッテリ熱交換器１１、第１のラジエータ８、ヒータコ
ア３５を流過した後、合流点ｐ６で合流し、再びエンジ
ン３に循環する。エンジン３入り側の流路にはエンジン
・クーラント・ポンプ６９が設けられ、流路ｂ１０〜ｂ
１２のクーラントを流動させている。また、流路ｂ１
０、ｂ１２にはそれぞれ流量調整バルブ７１、７３が設
けられ、ｂ１１にはサーモスタット７２が設けられてい
る。
【００３０】第１のラジエータ８と、上記第２のラジエ
ータ９とは並設されているが、第１のラジエータ８を流
過するクーラントの方が高温であるため、第２のラジエ
ータ９を通過した空気が第１のラジエータ８を通過する
ように、第１のラジエータ８の下流側にプル式のラジエ
ータ冷却用ファン１０を配置している。
【００３１】次に、上記エアコンの動作について説明す
る。前記のように、ハイブリッド車１は、低速運転時は
駆動用モータ２ａを駆動源として走行し、一定速度以上
においては駆動源をエンジン３に切り替えて走行する。
そのため、エアコンの駆動源も従来の車両用エアコンと
は異なる。まず、ハイブリッド車１がエンジン３によっ
て走行している場合、暖房または冷房運転の際にコンプ
レッサーユニット１２はエンジン３によって駆動力を与
えられ、熱交換器１３、３３との間で冷媒を循環させ
る。エンジン３はまた、モータ・ジェネレータ・ユニッ
ト６に駆動力を伝達し、モータ・ジェネレータ・ユニッ
ト６は不図示のモータによって発電を行い、バッテリ５
に電力を蓄積する。
【００３２】ＨＰＶＭ１５においては、ファン３１が内
外気切換ダンパ３０を介して内気または外気を導入し、
熱交換器３３に送風する。導入空気は熱交換器３３内に
おいて冷媒と熱交換されることにより、加熱（暖房運転
時）または冷却（冷房運転時）される。加熱後の空気
は、エアミックスダンパ３４によってダクト１６または
ヒータコア３５に送風され、ヒータコア３５に送られた
導入空気はエンジン３の排熱によってさらに加熱された
後ダクト１６に送られる。
【００３３】一方、モータ２ａ駆動時には以下のように
動作する。すなわち、モータ・ジェネレータ・ユニット
６がバッテリ５に蓄積された電力を用いて内蔵する発電
用モータを駆動する。この駆動力がコンプレッサーユニ
ット１２に伝達されることにより、熱交換器１３、３３
との間で冷媒を循環させる。その他の動作は上記エンジ
ン３駆動時と同様である。
【００３４】次に、クーラントの循環について説明す
る。図５に示すように、第２のラジエータ９から吐出さ
れたクーラントは、流路５１を経て分岐点ｐ１およびｐ
２により分岐され、各装置に分配される。すなわち、バ
ッテリ・クーラント・ポンプ５７によりバッテリ５に循
環されるクーラント量が決定され、インタークーラ・ク
ーラント・ポンプ５３によってＩ／Ｃ・ＥＧＲシステム
５０に循環されるクーラント量が決定され、トラクショ
ン・クーラント・ポンプ５４によってドライブユニット
２及びモータ・ジェネレータ・ユニット６に循環される
クーラント量が決定される。
【００３５】次に、クーラントの循環について、エンジ
ン３駆動時とモータ２ａ駆動時に分けて説明する。エン
ジン３駆動時とモータ２ａ駆動時においては、各装置の
使用、不使用は図６に示すようになっている。
【００３６】エンジン３により走行するときには、従来
のエンジン車同様、エンジン・クーラント・ポンプ６９
によりラジエータ８との間でクーラントが循環され、エ
ンジン３を冷却する。また、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５
０にもインタークーラ・クーラント・ポンプ５３によっ
てクーラントが循環される。モータ・ジェネレータ・ユ
ニット６は内蔵される発電用モータが駆動する際にクー
ラントが循環される。すなわち、エンジン３の駆動力を
用いて蓄電する場合、および、エンジン３停止時にエア
コンを起動させる場合に、トラクション・クーラント・
ポンプ５４によってモータ・ジェネレータ・ユニット６
にクーラントが循環され、モータ・ジェネレータ・ユニ
ット６が冷却される。一方、モータ２ａによって走行す
るときには、トラクション・クーラント・ポンプ５４に
よりドライブユニット２にクーラントが循環され、ドラ
イブユニット２が冷却される。
【００３７】ここで、図６に示すように、モータ２ａ駆
動時にはＩ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０を冷却する必要は
ない。したがって、インタークーラ・クーラント・ポン
プ５３を起動させておく必要はないが、このポンプを完
全に停止すると他のポンプの駆動によってクーラントが
逆流する場合がある。例えば、インタークーラ・クーラ
ント・ポンプ５３が停止状態にあり、かつトラクション
・クーラント・ポンプ５４が起動状態にある場合、ドラ
イブユニット２またはモータ・ジェネレータ・ユニット
６から吐出したクーラントが第２のラジエータ９へ流動
せず、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０へ流入し、インター
クーラ・クーラント・ポンプ５３を逆流する。そして、
分岐点ｐ１を経て再びトラクション・クーラント・ポン
プ５４へ循環するという経路をたどる場合がある。
【００３８】これを防止するため、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシス
テム５０を冷却する必要がなくとも、上記逆流が発生し
ない程度にインタークーラ・クーラント・ポンプ５３を
起動させておく。同様に、ドライブユニット２およびモ
ータ・ジェネレータ・ユニット６を冷却する必要がない
場合であっても、クーラントの逆流が発生しない程度に
トラクション・クーラント・ポンプ５４を起動させてお
く。
【００３９】また、エンジン３駆動時またはモータ２ａ
駆動時に関係なく、バッテリ５は常に所定温度に保たれ
る。バッテリ５の温度変化に応じてバッテリ・クーラン
ト・ポンプ５７が起動し、流量調整バルブ６０、６１に
よって流量調整された高温クーラントと低温クーラント
とが合流点ｐ４にて混合されることにより、バッテリ５
に循環するクーラントが常に所定温度に維持される。
【００４０】以上説明したように、本実施形態において
は、以下の効果を有する。第２のラジエータ９一つでバ
ッテリ５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０、ドライブユニ
ット２、およびモータジェネレータユニット６を冷却す
ることができるが、これらバッテリ５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲ
システム５０、ドライブユニット２、およびモータジェ
ネレータユニット６は同時に使用することがないので、
個別にラジエータを設けるよりラジエータの容積、質量
を低減することができる。また、各被冷却装置への循環
量はクーラント・ポンプ５３、５４、５７により調整さ
れるので、ラジエータが一つであっても各装置へのクー
ラント循環量を独立に制御することができる。各流路に
流量調整バルブを介装して流量を調整することもできる
が、各々のポンプによって流量を調整した方が流動抵抗
を少なくすることができ、ポンプのエネルギー損失を抑
えることができる。
【００４１】また、一つのラジエータから複数の装置に
クーラントを循環させると、あるポンプ停止時に他のポ
ンプが起動している場合、クーラントがラジエータへ流
れずに逆流する場合があるが、クーラントによる冷却を
必要としない場合でもポンプを完全には停止させず、ク
ーラントが逆流しない程度に起動させておくことによ
り、逆流を防ぐことができる。
【００４２】なお、逆流を防止する手段として上記の他
に逆止弁を介装しておくことが考えられるが、クーラン
ト流動時に逆止弁が流動抵抗となるという問題がある。
上記のようにポンプによって逆流を防止する構成である
ので、このような問題が生ずることがなく、ポンプのエ
ネルギー損失を抑えることができる。
【００４３】また、高温クーラントと低温クーラントと
を混合することにより、所定温度のクーラントをバッテ
リ５に供給することができるので、バッテリ５を常に所
定温度に保つことができる。
【００４４】なお、循環量制御手段を、一つのポンプ
と、各被冷却装置への流路に介装された流量調整バルブ
とにより構成してもよい。例えば、上記実施形態におい
て示されたポンプ５３、５４、５７に代えて、一つのポ
ンプを設け、流量調整バルブによって各被冷却装置へ流
動されるクーラント量を制御する。この場合、ある被冷
却装置の冷却が不要である場合、その流路に介装された
流量調整バルブを閉とすることで、クーラントの逆流を
防ぐことができる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明の車両用クーラン
ト循環装置においては、以下の効果を有する。すなわ
ち、一つのラジエータから複数の被冷却装置へクーラン
トを供給することにより、ラジエータの容積、重量を低
減することができる。各装置への循環量は循環量制御手
段により調整されるので、ラジエータが一つであっても
各装置へのクーラント循環量を独立に制御することがで
きる。
【００４６】一つのラジエータから複数の装置にクーラ
ントを循環されると、ある循環量制御手段を停止しても
他の循環量制御手段が起動していると、クーラントがラ
ジエータへ流れずに循環量制御手段が停止している他の
被冷却装置へ逆流する場合があるが、各装置がクーラン
トを必要としない場合でも循環量制御手段を完全には停
止せず、クーラントが逆流しない程度に起動させておく
ことにより、逆流を防ぐことができる。
【００４７】また、高温クーラントと低温クーラントと
を混合することにより、これらクーラントの温度範囲に
おいて任意の温度のクーラントを生成することができる
ので、混合後のクーラントを被冷却装置（例えばリチウ
ムイオンバッテリ）に循環させることで、該被冷却装置
を所定温度に保つことができる。以上のことにより、ク
ーラント循環装置の小型化、軽量化が可能となり、車両
自体の小型軽量化も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態として示した車両用クー
ラント循環装置を搭載したハイブリッド車の配置図であ
る。
【図２】 同ハイブリッド車に搭載されるＨＰＶＭの斜
視図である。
【図３】 同ハイブリッド車のブロック図である。
【図４】 同ハイブリッド車に搭載されるエアコンの冷
媒流路を示す図である。
【図５】 同ハイブリッド車のクーラントの流れを示す
図である。
【図６】 同ハイブリッド車のエンジン駆動時およびモ
ータ駆動時における各付帯装置の使用・不使用を示す表
である。
【符号の説明】
１ ハイブリッド車 ２ ドライブユニット ２ａ 前輪駆動用モータ ３ エンジン ５ バッテリ ６ モータ・ジェネレータ・ユニット ８ 第１のラジエータ ９ 第２のラジエータ １０ ラジエータ冷却用ファン １１ バッテリ熱交換器 １５ ＨＰＶＭ ３３ 熱交換器 ４１ 圧縮機 ５０ Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム ５３ インタークーラ・クーラント・ポンプ（循環量制
御手段） ５４ トラクション・クーラント・ポンプ（循環量制御
手段） ５５ 流量調整バルブ ５７ バッテリ・クーラント・ポンプ（循環量制御手
段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｐ 3/12 Ｆ０１Ｐ 3/18 Ｑ 3/18 7/14 Ｚ 7/14 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｃ (72)発明者 松田 憲兒 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 平尾 豊隆 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 水谷 寛 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 グレゴリー・エー・メイジャー アメリカ合衆国・48025・ミシガン・ビバ リー・ヒルズ・シェルトン・ドライヴ・ 1923 (72)発明者 ジューン・バイアン アメリカ合衆国・48375・ミシガン・ノー ビ・カスケード・ドライブ・22220

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クーラントを冷却するラジエータと、該
    ラジエータとの間でクーラントが循環される被冷却装置
    とを備えた車両用クーラント循環装置において、 １つのラジエータと、複数の被冷却装置との間でクーラ
    ントが循環されることを特徴とする車両用クーラント循
    環装置。
  2. 【請求項２】 前記車両がエンジンと駆動用モータとを
    備えたハイブリッド車両であり、 被冷却装置としてエンジン、駆動用モータおよびエンジ
    ン付帯装置とを有し、 クーラント循環系が、エンジン冷却用の第１のラジエー
    タを有するクーラント循環系と、電動モータおよびエン
    ジン付帯装置冷却用の第２のラジエータを有するクーラ
    ント循環系とに区分される請求項１に記載の車両用クー
    ラント循環装置。
  3. 【請求項３】 エンジン付帯装置が、インタークーラ及
    び／又は排気再循環装置である請求項２に記載の車両用
    クーラント循環装置。
  4. 【請求項４】 第２のラジエータを有するクーラント循
    環系内に、バッテリを配置する請求項２または３に記載
    の車両用クーラント循環装置。
  5. 【請求項５】 前記被冷却装置とラジエータとの間に
    は、各被冷却装置に循環されるクーラント量を制御する
    循環量制御手段が設けられていることを特徴とする請求
    項１から４のいずれかに記載の車両用クーラント循環装
    置。
  6. 【請求項６】 前記循環量制御手段は、冷却が不要であ
    る前記被冷却装置へもクーラントの循環を行うよう構成
    されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用ク
    ーラント循環装置。
  7. 【請求項７】 クーラントを加熱するクーラント加熱手
    段が設けられ、 該クーラント加熱手段により加熱された高温クーラント
    と、該高温クーラントより低温のクーラントとの混合ク
    ーラントが被冷却装置に循環されることを特徴とする請
    求項１から６のいずれかに記載のクーラント循環装置。
JP2000171254A 1999-06-07 2000-06-07 車両用クーラント循環装置 Pending JP2001032713A (ja)

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US09/326,602 US6357541B1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Circulation apparatus for coolant in vehicle

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CN (1) CN1131153C (ja)
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Cited By (7)

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