JP2007069829A - 車両の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気系の冷却を好適に行えるだけでなく、内燃機関の冷却も好適に行うことのできる車両の冷却装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１が重点的に駆動されるときには、流量調整弁１０の開度が通常値よりも小とされる。これにより、熱交換器５にて冷却水がオイルから受ける熱量が小とされ、そのオイルから受ける熱量によって機関用冷却回路３を循環する冷却水が温度上昇することが抑制されるため、機関用冷却回路３内の冷却水をラジエータ７によって効果的に冷却し、その冷却水による内燃機関１の冷却を好適に行うことができる。また、モータ２が重点的に駆動されるときには、流量調整弁１０の開度が通常値よりも大とされる。これにより、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５での機関用冷却回路３側からの冷却水との熱交換によって効果的に冷却されるため、そのオイルによるモータ２の冷却を好適に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の冷却装置に関するものである。

従来より、車両の冷却装置として、例えば特許文献１に示されるように、車両に搭載される内燃機関を冷却するための冷却水を循環させる冷却水回路と、車両の電気系（モータ、インバータ、発電機等）を冷却するための冷媒を循環させる電気系冷却回路とを備えたものが知られている。

同文献の冷却装置においては、電気系冷却回路を循環する冷媒の温度過上昇を抑制して冷媒温度を許容上限値未満に保持すべく、電気系冷却回路に冷媒を冷却するためのラジエータが設けられている。

更に、同装置には、上記冷媒温度を上記電気系の動作性及び駆動効率を好適な状態とし得る許容下限値以上とすべく、電気系冷却回路内の冷媒を加温するための熱交換器及び切換弁が設けられている。この熱交換器は、機関用冷却回路の冷却水を流入させるとともに電気系冷却回路の冷媒を流入させて両者の間で熱交換を行わせるものである。また、上記切換弁は、電気系冷却回路から熱交換器への冷媒の流入を禁止・許可するためのものである。そして、電気系冷却回路内の冷媒の温度が許容下限値未満になると、切換弁が開弁されて電気系冷却回路から熱交換器への冷媒の流入が許可され、当該熱交換器での冷媒と冷却水との熱交換を通じて冷媒が許容下限値以上の温度となるよう加温される。

従って、上記冷却装置においては、電気系冷却回路内の冷媒を、ラジエータによって冷却したり、熱交換器での冷却水との熱交換を通じて加温したりすることで、当該冷媒の温度を、上記電気系にとって好適な値、すなわち許容下限値から許容上限値までの範囲内の値に保持することができる。
特開平１１−１０７７４９公報

上述した冷却装置では、電気系冷却回路内の冷媒の温度を許容下限値から許容上限値までの範囲内の値に保持することができ、当該冷媒による上記電気系の冷却を好適に行いつつ、それらの動作性及び駆動効率を好適な状態に保持することができるようにはなる。ただし、機関用冷却回路内の冷却水の温度については、内燃機関の冷却にとって好適な値に調節されているとは言い切れない。

例えば、車両が高速走行や登坂走行に移行するような場合、内燃機関の出力が大となって同機関の温度が高くなりやすい。こうした状況のもとでは、電気系冷却回路内の冷媒の温度を好適な値に保持することよりも、むしろ機関用冷却回路内の冷却水の温度を上記状況での好適な値まで速やかに低下させることが重要である。

しかし、上記冷却装置においては、上述したように機関温度が高くなりやすい状況になったとき、機関用冷却回路内の冷却水の温度を上記好適な値へと速やかに低下させるための措置は講じられていない。このため、機関用冷却回路の冷却水温度が上記状況にとって好適な値まで速やかに低下せず、当該冷却水によって内燃機関の冷却を好適に行うことができないおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電気系の冷却を好適に行えるだけでなく、内燃機関の冷却も好適に行うことのできる車両の冷却装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、車両に搭載された内燃機関を冷却するための冷却水を循環させる機関用冷却回路と、車両の電気系を冷却するための冷媒を循環させる電気系冷却回路とを備える車両の冷却装置において、前記機関用冷却回路内の冷却水と前記電気系冷却回路内の冷媒との間での熱交換を行うとともに、その熱交換の際に授受される熱量を可変とすることの可能な熱交換調整手段と、前記電気系よりも前記内燃機関の冷却必要性が高いときには前記機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御し、前記内燃機関よりも前記電気系の冷却必要性が高いときには前記電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御する制御手段とを備えた。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、 前記車両は、内燃機関とモータとを走行用の原動機として搭載するハイブリッド車両であり、前記電気系冷却回路は、車両に搭載されたインバータ、発電機、及び前記モータのうちの少なくとも一つを冷却するものとした。

請求項１記載の発明、及び請求項２記載の発明によれば、内燃機関の出力が大になるときなど、電気系よりも内燃機関の冷却必要性が高いときには、制御手段による熱交換調整手段の制御を通じて機関用冷却回路の冷却水温度が低下させられ、内燃機関が機関用冷却回路の冷却水によって好適に冷却される。また、内燃機関の出力が小であって且つ電気系の駆動率が高くなるときなど、内燃機関よりも電気系の冷却必要性が高いときには、制御手段による熱交換調整手段の制御を通じて電気系冷却回路の冷媒温度が低下させられ、電気系が電気系冷却回路の冷媒によって好適に冷却される。以上により、内燃機関の冷却必要性が高い状況と電気系の冷却必要性の高い状況とのいずれの場合であっても、内燃機関の冷却と電気系の冷却とを共に好適に行うことができる。また、電気系の冷却必要性の高い状況と内燃機関の冷却必要性の高い状況との間で、状況変化が生じるときには、その状況変化後に冷却必要性が高くなる対象が内燃機関と電気系とのいずれの場合であれ、その対象の冷却に用いられる冷却水または冷媒の温度を上述した熱交換調整手段の制御を通じて速やかに好適な値まで低下させ、当該対象の冷却を好適に行うことができるようになる。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記電気系冷却回路は、少なくとも前記モータを冷却するものであり、前記熱交換調整手段は、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動されるときには前記機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御し、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるときには前記電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御するものであることを要旨とした。

上記構成によれば、モータが内燃機関よりも重点的に駆動され、モータの温度が高くなりやすい状況のもとでは、制御手段による熱交換調整手段の制御を通じて電気系冷却回路の冷媒温度が低下させられ、モータが電気系冷却回路の冷媒によって好適に冷却される。また、内燃機関がモータよりも重点的に駆動され、内燃機関の温度が高くなりやすい状況のもとでは、制御手段による熱交換調整手段の制御を通じて機関用冷却回路の冷却水温度が低下させられ、内燃機関が機関用冷却回路の冷却水によって好適に冷却される。以上により、車両を走行させるための駆動力を内燃機関とモータとで分担して発生させる際、内燃機関とモータとのいずれが重点的に駆動される場合であっても、モータの冷却と内燃機関の冷却とを共に好適に行うことができる。また、重点的に駆動される対象が内燃機関とモータとの間で切り換えられるときには、その切換後に重点的に駆動される対象が内燃機関とモータとのいずれの場合であれ、その対象の冷却に用いられる冷却水または冷媒の温度を上述した熱交換調整手段の制御を通じて速やかに好適な値まで低下させ、当該対象の冷却を好適に行うことができるようになる。

請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記機関用冷却回路は、同回路を循環する冷却水を冷却するためのラジエータを備えており、前記熱交換調整手段は、前記機関用冷却回路の冷却水を流入させるとともに前記電気系冷却回路の冷媒を流入させて両者の間で熱交換を行わせる熱交換器と、その熱交換器への前記冷却水と前記冷媒との少なくとも一方の流入量を可変とすべく開度調整される流量調整弁とを備え、前記制御手段は、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動されるときには前記流量調整弁の開度を小とし、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるときには前記流量調整弁の開度を大とするものとした。

流量調整弁の開度を大とし、熱交換器への冷却水と冷媒との少なくとも一方の流入量を多くするほど、電気系冷却回路を循環する冷媒は、熱交換器での冷却水との熱交換によって、より効果的に冷却されるようになる。また、流量調整弁の開度を小とし、熱交換器への冷却水と冷媒との少なくとも一方の流入量を少なくするほど、熱交換器にて冷却水が冷媒から受ける熱量が少なくなり、機関用冷却回路を循環する冷却水がラジエータによって、より効果的に冷却されるようになる。従って、流量調整弁の開度を大とすればするほど電気系冷却回路の冷媒温度が低下してゆき、逆に流量調整弁の開度を小とすればするほど機関用冷却回路の冷却水温度が低下してゆく。

上記構成によれば、内燃機関がモータよりも重点的に駆動され、内燃機関の温度が高くなりやすいときには、流量調整弁の開度が小とされるため、機関用冷却回路の冷却水がラジエータによって効果的に冷却され、その冷却水による内燃機関の冷却を好適に行うことが可能になる。一方、モータが内燃機関よりも重点的に駆動され、モータの温度が高くなりやすいときには、流量調整弁の開度が大とされるため、電気系冷却回路を循環する冷媒が熱交換器での冷却水との熱交換によって効果的に冷却され、その冷媒によるモータの冷却を好適に行うことが可能になる。

請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の発明において、前記制御手段は、高車速であることに基づき、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断するものとした。

車両を走行させるための駆動力を内燃機関とモータとで分担して発生させるハイブリッド車両においては、内燃機関の駆動効率を高くすることが困難な低車速時には主にモータによって車両を走行させるための駆動力が発生させられ、内燃機関の駆動効率を高くすることの可能な高車速時には主に内燃機関によって車両を走行させるための駆動力が発生させられる。上記構成によれば、車両の高速走行に移行したとき、機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御されるため、車両の高速走行に伴う内燃機関の重点的な駆動の開始に起因して同機関が高温になる際、それに対し速やかに機関用冷却回路の冷却水温度を低下させ、応答性よく内燃機関を冷却することが可能になる。

請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記制御手段は、車両が走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき車両の高車速が予測されるとき、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断するものとした。

車両が実際に高車速となってから、機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）を制御するのでは、上記冷却水温度の低下に遅れが生じる可能性があることは否めず、その遅れが生じると冷却水による内燃機関の好適な冷却が妨げられることになる。しかし、上記構成によれば、高車速になると予測されるときに内燃機関がモータよりも重点的に駆動される状況である旨判断され、機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御される。これにより、同制御に上述したような遅れが生じ、その遅れの分だけ冷却水による内燃機関の好適な冷却が妨げられるのを抑制することができる。

請求項７記載の発明では、請求項３又は４記載の発明において、前記制御手段は、低車速であり且つ原動機に対する出力要求が大であることに基づき、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断するものとした。

車両を走行させるための駆動力を内燃機関とモータとで分担して発生させるハイブリッド車両においては、内燃機関の駆動効率を高くすることの困難な低車速時には主にモータによって車両を走行させるための駆動力が発生させられ、内燃機関の駆動効率を高くすることの可能な高車速時には主に内燃機関によって車両を走行させるための駆動力が発生させられる。このことから、登坂路走行など、低車速であり且つ原動機に対する出力要求が大であるときには、モータが内燃機関よりも重点的に駆動される状態であり、しかもモータの出力が大なって同モータの温度が高くなりやすい状況ということになる。上記構成によれば、低車速であり且つ原動機に対する出力要求が大となる登坂路走行に移行したとき、電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御されるため、車両の登坂路走行などに伴うモータの重点的な駆動の開始に起因して同モータが高温になる際、それに対し速やかに電気系冷却回路の冷媒温度を低下させ、応答性よくモータを冷却することが可能になる。

請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明において、前記制御手段は、車両が走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき車両の登坂路走行が予測されるとき、低車速状態で且つ原動機に対する出力要求が大となり、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断するものとした。

車両が実際に登坂路を走行し始めて低車速での高出力要求状態となってから、電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）を制御するのでは、上記冷媒温度の低下に遅れが生じる可能性があることは否めず、その遅れが生じると冷媒によるモータの好適な冷却が妨げられることになる。しかし、上記構成によれば、登坂路走行が予測されるときに、低車速状態で且つ原動機に対する出力要求が大となり、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断され、電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御される。このため、同制御に上述したような遅れが生じ、その遅れの分だけ冷媒によるモータの好適な冷却が妨げられるのを抑制することができる。

請求項９記載の発明では、請求項３又は４記載の発明において、前記ハイブリッド車両は、前記モータへの電力供給を行うバッテリを備え、バッテリ残量が少ないときには前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動され、バッテリ残量が多いときには前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるものであり、前記制御手段は、バッテリ残量が少ないことに基づき前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断し、バッテリ残量が多いことに基づき前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断するものとした。

上記構成によれば、バッテリ残量が少ないときには内燃機関がモータよりも重点的に駆動されてバッテリ電力の節約が図られ、バッテリ残量が多いときにはモータが内燃機関よりも重点的に駆動されて内燃機関の燃費改善が図られる。そして、バッテリ残量が少ないとき、機関用冷却回路の冷却水温が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御されるため、バッテリ残量が少ないことによる内燃機関の重点的な駆動の開始に起因して同機関が高温になる際、それに対し速やかに機関用冷却回路の冷却水温度を低下させ、応答性よく内燃機関を冷却することができる。また、バッテリ残量が多いとき、電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう熱交換調整手段（流量調整弁）が制御されるため、バッテリ残量が多いことによるモータの重点的な駆動の開始に起因して同モータが高温になる際、それに対し速やかに電気系冷却回路の冷媒温度を低下させ、応答性よくモータを冷却することができる。

以下、本発明を、原動機として搭載された内燃機関とモータとで走行のための駆動力を分担して発生させるハイブリッド自動車に適用した一実施形態について、図１及び図２に基づき説明する。

ハイブリッド自動車には、図１に示されるに内燃機関１及びモータ２を冷却するための冷却装置が設けられている。この冷却装置は、内燃機関１を冷却すべく冷却水を循環させる機関用冷却回路３と、モータ２、インバータ（図示せず）、及び発電機１７といった自動車の電気系のうちモータ２及び発電機１７を冷却すべくオイル（冷媒）を循環させる電気系冷却回路４とを備えている。なお、自動車の電気系のうちのインバータについては、正常動作させるための上限温度が比較的低く冷却要求が高いため、この実施形態では機関用冷却回路３と電気系冷却回路４とは別の冷却回路を用いて集中的に冷却するようにしている。また、冷却装置には、機関用冷却回路３の冷却水と電気系冷却回路４のオイルとを導入して両者の間で熱交換を行わせる熱交換器５も設けられている。

機関用冷却回路３には、同回路３内の冷却水を循環させるウォータポンプ６、及び、冷却水を冷却するためのラジエータ７が設けられている。そして、内燃機関１の冷却については、機関用冷却回路３を冷却水が循環する際、ラジエータ７にて冷却された後の冷却水が内燃機関１を通過することによって行われる。また、機関用冷却回路３を循環する冷却水は、ラジエータ７から流出した後に上記熱交換器５を通過し、その後に内燃機関１を通過するようになっている。

電気系冷却回路４には、同回路４内のオイルを循環させるオイルポンプ８が設けられている。そして、モータ２及び発電機１７の冷却については、電気系冷却回路４を循環するオイルがモータ２及び発電機１７を通過することによって行われる。また、電気系冷却回路４を循環するオイルの冷却は、同オイルを上記熱交換器５に導入して機関用冷却回路３からの冷却水との間で熱交換を行わせることによって実現される。

ここで、電気系冷却回路４内のオイルを熱交換器５に導入する構造について説明する。
電気系冷却回路４には、同回路４内のオイルを上記熱交換器５に導入するとともに、その導入後に熱交換器５を通過したオイルを電気系冷却回路４に戻すバイパス通路９が接続されている。従って、電気系冷却回路４を循環するオイルの一部については、バイパス通路９を通って熱交換器５に流入し、その熱交換器５を通過する際に機関用冷却回路３から流入した冷却水との間で熱交換が行われる。熱交換器５を通過する冷却水はラジエータ７によって冷却された直後であって温度が低いため、熱交換器５での冷却水とオイルとの熱交換によりオイルから熱が奪われ、同オイルが冷却されることとなる。また、このときには、オイルの熱が冷却水に伝達されるため、同冷却水の温度が上昇することにもなる。このように、熱交換器５にて冷却水によって冷却されたオイルは、バイパス通路９を通って電気系冷却回路４に戻される。

従って、バイパス通路９を通過するオイルの流量、言い換えれば熱交換器５に流入するオイルの流量が多くなるほど、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５で冷却水によって効果的に冷却され、同回路４内のオイルの温度が低下するようになる。バイパス通路９における同回路４からのオイルの流入部分には、熱交換器５側へのオイルの流入量を可変とすべく開度調整される流量調整弁１０が設けられている。この流量調整弁１０の開度を調整してバイパス通路９のオイル流通面積を変化させると、電気系冷却回路４から熱交換器５へのオイルの流入量が変更され、同回路４内を循環するオイルの温度が調整される。

次に、ハイブリッド自動車の冷却装置の電気的構成について説明する。
この冷却装置は、自動車に搭載された各種機器の駆動制御を行う電子制御装置１１を備えている。この電子制御装置１１は、上記各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置１１の入力ポートには、自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル１２の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ１３、自動車の車速を検出する車速センサ１４、及び、自動車の現在位置を特定して地図上に表示するナビゲーションシステム１５等が接続されている。このナビゲーションシステム１５は、高速道路や登坂路などの各種の道路情報を含んだ地図が記憶されており、自動車の現在位置を当該地図と照らし合わせて特定し、これから走行する予定の道路についての道路情報を電子制御装置１１に出力するようになっている。

電子制御装置１１の出力ポートには、内燃機関１の運転に用いられる各種機器の駆動回路、モータ２の駆動回路、及び流量調整弁１０の駆動回路等が接続されている。
電子制御装置１１は、アクセル踏込量及び車速に基づき把握される自動車の走行状態に基づき内燃機関１による自動車の駆動力とモータ２による自動車の駆動力とを決定し、その駆動力が得られるよう内燃機関１及びモータ２の出力を制御する。

こうした出力制御により、高車速時には主に内燃機関１によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられ、低車速時には主にモータ２によって自動車を走行っせるための駆動力が発生させられる。これは、高車速時には内燃機関１の駆動効率を高くすることが可能であり、低車速時には内燃機関１の駆動効率を高くすることが困難になるためである。従って、例えば内燃機関１の駆動効率を高くすることの可能な自動車の高速巡航走行では、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、主に内燃機関１によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられる。また、登坂路走行など、内燃機関１の駆動効率を高くすることの困難な低車速での高出力要求時には、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動され、主にモータ２によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられる。

ただし、上述した高速巡航走行や登坂路走行以外のときには、内燃機関１とモータ２との自動車を走行させるための駆動力の分担分が、自動車の走行状態だけに限らず、モータ２への電力供給を行うバッテリ１６のバッテリ残量によっても変わるようにされる。

具体的には、バッテリ残量が少ないと判断されるとき、例えばバッテリ残量が所定値ａ未満であるときには、バッテリ電力の節約を図るため、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、主に内燃機関１によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられる。また、バッテリ残量が多いと判断されるとき、例えばバッテリ残量が上記所定値ａよりも大きい所定値ｂ以上であるときには、内燃機関１の燃費改善を図るため、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動され、主にモータ２によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられる。

なお、上記バッテリ残量は、バッテリ１６の蓄電量を表すものであって、モータ２など自動車に搭載される電気機器を駆動する際、それによって消費される電力と消費時間とに応じて減少する値として算出される。また、バッテリ残量は、内燃機関１によって駆動される発電機１７による発電を通じてバッテリ１６が充電される際、それによって蓄えられる電力と充電時間とに応じて増加する値として算出される。

次に、電子制御装置１１による上記流量調整弁１０の駆動制御の実行手順について、熱交換量制御ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。この熱交換量制御ルーチンは、電子制御装置１１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

流量調整弁１０の駆動制御を通じて同弁１０の開度を調整する際、同弁１０の開度を大とすればするほど、電気系冷却回路４から熱交換器５へのオイルの流入量が多くなり、電気系冷却回路４を循環するオイルは、熱交換器５での機関用冷却回路３からの冷却水との熱交換によって、より効果的に冷却されるようになる。また、流量調整弁１０の開度を小とすればするほど、電気系冷却回路４から熱交換器５へのオイルの流入量が少なくなり、熱交換器５にて冷却水がオイルから受ける熱量が少なくなるため、機関用冷却回路３を循環する冷却水がラジエータ７によって、より効果的に冷却されるようになる。従って、流量調整弁１０の開度を大とすればするほど電気系冷却回路４のオイル温度が低下してゆき、逆に流量調整弁１０の開度を小とすればするほど機関用冷却回路３のオイル温度が低下してゆく。

同ルーチンにおいては、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動されるとき、言い換えれば電気系（モータ２）よりも内燃機関１の冷却必要性が高いときには、機関用冷却回路３の冷却水温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を調整するようにしている。また、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動されるとき、言い換えれば内燃機関１よりも電気系（モータ２）の冷却必要性が高いときには、電気系冷却回路４の冷媒温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を調整するようにしている。

従って、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、内燃機関１の温度が高くなりやすい状況のもとでは、上記流量調整弁１０の開度調整を通じて機関用冷却回路３の冷却水温度が低下させられ、内燃機関１が機関用冷却回路３の冷却水によって好適に冷却される。また、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動され、モータ２の温度が高くなりやすい状況のもとでは、上記流量調整弁１０の開度調整を通じて電気系冷却回路４のオイル温度が低下させられ、モータ２が電気系冷却回路４のオイルによって好適に冷却される。

以上により、内燃機関１とモータ２とのいずれが重点的に駆動される場合であっても、内燃機関１の冷却とモータ２の冷却とを共に好適に行うことができる。また、重点的に駆動される対象が内燃機関１とモータ２との間で切り換えられるときには、その切換後に重点的に駆動される対象が内燃機関１とモータ２とのいずれの場合であれ、その対象の冷却に用いられる冷却水またはオイルの温度を上述した流量調整弁１０の開度調整を通じて速やかに冷却にとって好適な値まで低下させることができる。このため、上記切換後に重点的に駆動される対象についての冷却を効果的に行うことができる。

上記流量調整弁１０の開度調整を行うための具体的な処理としては、まず内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況であるか否かの判断として、自動車が高速巡航走行しているか否かが判断される（Ｓ１０１）。こうした判断は、例えば車速センサ１４からの検出信号に基づき求められる車速が高い値を維持しているか否かに基づいて行われる。そして、ステップＳ１０１で肯定判定がなされると、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況である旨判断される。このように内燃機関１が重点的に駆動され、内燃機関１の温度が高くなりやすくなるときには、内燃機関１を優先冷却すべく流量調整弁１０の開度が通常値よりも小とされる（Ｓ１０２）。

なお、ここでの通常値は、例えば自動車の標準的な走行状態のもとで、電気系冷却回路４を循環するオイルによってモータ２を好適に冷却しつつ、機関用冷却回路３を循環する冷却水によって内燃機関１を好適に冷却することのできる値として、予め実験等によって定められた値である。

上記ステップＳ１０２の処理により、流量調整弁１０の開度が通常値よりも小とされたときには、熱交換器５にて冷却水がオイルから受ける熱量が小とされ、そのオイルから受ける熱量によって機関用冷却回路３を循環する冷却水が温度上昇することが抑制される。従って、上記高速巡航走行に起因して内燃機関１が重点的に駆動され、内燃機関１の温度が高くなりやすいとき、機関用冷却回路３内の冷却水をラジエータ７によって効果的に冷却することができ、その冷却水による内燃機関１の冷却を好適に行うことができるようになる。

一方、上記ステップＳ１０１で否定判定がなされたときには、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況であるか否かの判断として、自動車が登坂路走行しているか否かが判断される（Ｓ１０３）。こうした判断は、例えば車速センサ１４からの検出信号に基づき求められる車速が低い状態であり、かつ自動車の原動機に対する出力要求が大であるか否かに基づいて行われる。なお、ここでの原動機に対する出力要求の大きさとしては、例えばモータ２を駆動する際の指令値である出力指令値の大きさや、アクセルポジションセンサ１３からの検出信号に基づき求められるアクセル踏み込み量を用いることが可能である。

登坂路走行では、自動車が低速になり内燃機関１の駆動効率を高くすることが困難であるため、自動車を走行させるめの駆動力を発生させるべくモータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動され、しかもモータ２の出力が大とされることから、モータ２の温度が高くなりやすい状況ということになる。従って、ステップＳ１０３で肯定判定がなされるときには、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況であり、かつモータ２の温度が高くなりやすい状況である旨判断される。そして、このときにはモータ２を優先冷却すべく流量調整弁１０の開度が通常値よりも大とされる（Ｓ１０４）。

上記ステップＳ１０４の処理により、流量調整弁１０の開度が通常値よりも大とされたときには、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５での機関用冷却回路３側からの冷却水との熱交換によって効果的に冷却される。従って、上記登坂路走行に起因してモータ２が重点的に駆動され、モータ２の温度が高くなりやすいとき、電気系冷却回路４内のオイルによるモータ２の冷却を好適に行うことができるようになる。

ところで、上述した高速巡航走行や登坂路走行以外のときには（Ｓ１０１、Ｓ１０２で共にＮＯ）、内燃機関１とモータ２との自動車を走行させるための駆動力の分担分が、自動車の走行状態だけに限らず、バッテリ残量によっても変わるようにされることは上述したとおりである。すなわち、バッテリ残量が少ないときにはバッテリ電力の節約を図るべく内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、バッテリ残量が多いときには内燃機関１の燃費改善を図るべくモータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される。このことを考慮して、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理では、バッテリ残量に応じて流量調整弁１０を開度調整し、内燃機関１とモータ２とのうち重点的に駆動される方を好適に冷却するようにしている。

上記流量調整弁１０の開度調整を行うための具体的な処理としては、まず内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況であるか否かの判断として、バッテリ残量が少ないか否かが判断される（Ｓ１０５）。こうした判断は、例えばバッテリ残量が上述した所定値ａ未満であるか否かに基づいて行われる。そして、ステップＳ１０５で肯定判定がなされると、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況である旨判断される。このように内燃機関１が重点的に駆動され、内燃機関１の温度が高くなりやすくなるときには、内燃機関１を優先冷却すべく流量調整弁１０の開度が通常値よりも小とされる（Ｓ１０６）。これにより、機関用冷却回路３を循環する冷却水が熱交換器５での電気系冷却回路４側からのオイルとの熱交換により温度上昇することが抑制されるため、機関用冷却回路３内の冷却水をラジエータ７によって効果的に冷却し、その冷却水による内燃機関１の冷却を好適に行うことができるようになる。

一方、上記ステップＳ１０５で否定判定がなされたときには、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況であるか否かの判断として、バッテリ残量が多いか否かが判断される（Ｓ１０７）。こうした判断は、例えばバッテリ残量が上述した所定値ｂ以上であるか否かに基づいて行われる。そして、ステップＳ１０７で肯定判定がなされると、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況である旨判断される。このようにモータ２が重点的に駆動され、モータ２の温度が高くなりやすくなるときには、モータ２を優先冷却すべく流量調整弁１０の開度が通常値よりも大とされる（Ｓ１０８）。これにより、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５での機関用冷却回路３側からの冷却水との熱交換によって効果的に冷却されるため、そのオイルによってモータ２の冷却を好適に行うことができるようになる。

なお、上記ステップＳ１０７の処理で否定判定がなされた場合には、流量調整弁１０の開度が上述した通常値に設定される（Ｓ１０９）。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。

（１）内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、内燃機関１の温度が高くなりやすい状況のもとでは、流量調整弁１０の開度が通常値よりも小とされる。これにより、熱交換器５にて冷却水がオイルから受ける熱量が小とされ、そのオイルから受ける熱量によって機関用冷却回路３を循環する冷却水が温度上昇することが抑制されるため、機関用冷却回路３内の冷却水をラジエータ７によって効果的に冷却し、その冷却水による内燃機関１の冷却を好適に行うことができる。また、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動され、モータ２の温度が高くなりやすい状況のもとでは、流量調整弁１０の開度が通常値よりも大とされ、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５での機関用冷却回路３側からの冷却水との熱交換によって効果的に冷却されるため、そのオイルによるモータ２の冷却を好適に行うことができる。以上により、内燃機関１とモータ２とのいずれが重点的に駆動される場合であっても、内燃機関１の冷却とモータ２の冷却とを共に好適に行うことができるようになる。また、重点的に駆動される対象が内燃機関１とモータ２との間で切り換えられるときには、その切換後に重点的に駆動される対象が内燃機関１とモータ２とのいずれの場合であれ、その対象の冷却に用いられる冷却水またはオイルの温度を上述した流量調整弁１０の開度調整を通じて速やかに冷却にとって好適な値まで低下させることができる。このため、上記切換後に重点的に駆動される対象についての冷却を効果的に行うことができる。

（２）ハイブリッド自動車においては、内燃機関１の駆動効率を高くすることの可能な高車速時には、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動され、主に内燃機関１によって自動車を走行させるための駆動力が発生させられる。このため、自動車が高速巡航走行していることに基づき、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況である旨判断することができる。そして、その旨判断されたときには、流量調整弁１０の開度を通常値よりも小とするようにしている。以上により、自動車が高速巡航走行に移行したとき、流量調整弁１０の開度が小とされるため、高速巡航走行に伴う内燃機関１の重点的な駆動の開始に起因して内燃機関１の温度が高温になる際、それに対し速やかに機関用冷却回路３の冷却水温度を低下させ、応答性よく内燃機関１を冷却することが可能になる。

（３）また、ハイブリッド車両においては、内燃機関１の駆動効率を高くすることが困難な低車速時には、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動させられ、主にモータ２によって自動車の走行に必要な駆動力が発生させられる。このため、自動車が低車速かつ出力要求の高い状態になる登坂路走行をしていることに基づき、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況である旨判断することができる。そして、その旨判断されたときには、流量調整弁１０の開度を通常値よりも大とするようにしている。以上により、自動車が登坂路走行に移行したとき、流量調整弁１０の開度が大とされるため、登坂路走行に伴うモータ２の重点的な駆動の開始に起因してモータ２の温度が高温になる際、それに対し速やかに電気系冷却回路４のオイル温度を低下させ、応答性よくモータ２を冷却することが可能になる。

（４）高速巡航走行や登坂路走行以外のときには、内燃機関１とモータ２との自動車を走行させるための駆動力の分担分が、自動車の走行状態だけに限らず、バッテリ残量によっても変わるようにされる。すなわち、バッテリ残量が少ないと判断されるときには、自動車を走行させるための駆動力を発生させるうえで、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される。このように内燃機関１を重点的に駆動することで、バッテリ電力を節約することができる。また、バッテリ残量が多いと判断されるときには、自動車を走行させるための駆動力を発生させるうえで、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される。このようにモータ２を重点的に駆動することで、内燃機関１の燃費改善を図ることができる。

（５）バッテリ残量が少ないときには、上記（４）に記載したように内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される。このため、バッテリ残量が少ないことに基づき、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況である旨判断することができる。そして、その旨判断されたときには、流量調整弁１０の開度を通常値よりも小とするようにしている。以上により、バッテリ残量が少ないとき、流量調整弁１０の開度が小とされるため、バッテリ残量が少ないことによる内燃機関１の重点的な駆動の開始に起因して同機関が高温になる際、それに対し速やかに機関用冷却回路３の冷却水温度を低下させ、応答性よく内燃機関１を冷却することができる。

（６）バッテリ残量が多いときには、上記（４）に記載したようにモータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される。このため、バッテリ残量が多いことに基づき、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況である旨判断することができる。そして、その旨判断されたときには、流量調整弁１０の開度を通常値よりも大とするようにしている。以上により、バッテリ残量が多いとき、流量調整弁１０が大とされるため、バッテリ残量が多いことによるモータ２の重点的な駆動に起因して同モータ２が高温になる際、それに対し速やかに電気系冷却回路４のオイル温度を低下させ、応答性よくモータ２を冷却することができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ナビゲーションシステム１５からの道路情報に基づき自動車の走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき自動車の高速巡航走行が予測されるとき、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況である旨判断し、機関用冷却回路３の冷却水温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を小としてもよい。自動車が高速巡航走行となってから、機関用冷却回路３の冷却水温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を小とするのでは、上記冷却水温度の低下に遅れが生じるおそれがあり、その遅れの分だけ冷却水による内燃機関１の好適な冷却が妨げられることになる。しかし、取得した道路情報に基づき高速巡航走行が予測されるとき、内燃機関１が重点的に駆動される状況である旨判断し、流量調整弁１０の開度を小とすれば、上述したように機関用冷却回路３の冷却水温度の低下に遅れが生じ、その遅れの分だけ冷却水による内燃機関１の冷却が妨げられるのを抑制することができる。

・ナビゲーションシステム１５からの道路情報に基づき自動車の走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき自動車の登坂路走行が予測されるとき、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況である旨判断し、電気系冷却回路４のオイル温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を大としてもよい。自動車が実際に登坂路を走行し始めて低車速での高出力要求状態となってから、電気系冷却回路４のオイル温度が低下するよう流量調整弁１０の開度を大とするのでは、上記オイル温度の低下に遅れが生じるおそれがあり、その遅れの分だけオイルによるモータ２の好適な冷却が妨げられることになる。しかし、取得した道路情報に基づき登坂路走行が予測されるとき、モータ２が重点的に駆動される状況である旨判断し、流量調整弁１０の開度を大とすれば、上述したように電気系冷却回路４のオイル温度の低下に遅れが生じ、その遅れの分だけオイルによるモータ２の冷却が妨げられるのを抑制することができる。

・自動車の高速巡航走行時に流量調整弁１０の開度を通常値よりも小とする際、その開度を、図３に示されるように通常値よりも小としつつ車速が大となるほど小となるように変化させてもよい。高速巡航走行時には車速が大となるほど内燃機関１の温度が高くなりやすいという傾向がある。このため、上記のように車速に応じて流量調整弁１０を開度調節すれば、内燃機関１を冷却するための機関用冷却回路３の冷却水温度を車速に適した値に低下させつつ、必要以上に低下することがないようにすることが可能である。また、仮に機関用冷却回路３の冷却水温度が必要以上に低下させられる場合、すなわち流量調整弁１０の開度が必要以上に小とされる場合には、熱交換器５での上記冷却水と電気系冷却回路４のオイルとの熱交換量が少なくなり、当該オイル温度が過度に高くなるおそれがある。しかし、こうした不具合が生じることもない。
・自動車の登坂路走行時に流量調整弁１０の開度を通常値よりも大とする際、その開度を、図４に示されるように通常値よりも大としつつ出力要求（アクセル開度等）が大となるほど大となるように変化させてもよい。登坂路走行時には上記出力要求が大となるほどモータ２の温度が高くなりやすいという傾向がある。このため、上記のように出力要求に応じて流量調整弁１０を開度調整すれば、モータ２を冷却するための電気系冷却回路４のオイル温度を出力要求に適した値に低下させつつ、必要以上に低下することがないようにすることが可能である。また、仮に電気系冷却回路４のオイル温度が必要以上に低下させられる場合、すなわち流量調整弁１０の開度が必要以上に大とされる場合には、熱交換器５での上記オイルと機関用冷却回路３の冷却水との熱交換量が多くなり、当該冷却水温度が高くなるおそれがある。しかし、こうした不具合が生じることもない。

・図５に示されるように、電気系冷却回路４の一部が熱交換器５を通過するようにし、かつ機関用冷却回路３に熱交換器５を迂回するようにバイパス通路２２を接続し、機関用冷却回路３におけるバイパス通路２２との接続部分の下流に流量調整弁２１を設けるようにしてもよい。この場合、内燃機関１がモータ２よりも重点的に駆動される状況のもとでは、流量調整弁２１の開度が通常値よりも小となるよう調整され、これにより熱交換器５への冷却水の流入量が少なくされる。その結果、機関用冷却回路３を循環する冷却水がラジエータ７によって効果的に冷却され、内燃機関１を冷却するための当該冷却水の温度が低下するようになる。また、モータ２が内燃機関１よりも重点的に駆動される状況のもとでは、流量調整弁２１の開度が通常値よりも大となるよう調整され、これにより熱交換器５への冷却水の流入量が多くされる。その結果、電気系冷却回路４を循環するオイルが熱交換器５で上記冷却水によって効果的に冷却され、モータ２を冷却するための当該オイルの温度が低下するようになる。なお、上記通常値としては、自動車の標準的な走行状態のもとで、電気系冷却回路４を循環するオイルによってモータ２を好適に冷却しつつ、機関用冷却回路３を循環する冷却水によって内燃機関１を好適に冷却することのできる値として、予め実験等によって定められた値が用いられる。この場合においても、上記実施形態と同等の効果を得ることが可能である。

・上記バイパス通路２２及び流量調整弁２１を、図１に示されるバイパス通路９及び流量調整弁１０を備えた構成のものに追加して設けてもよい。
・電気系冷却回路４にオイルを冷却するためのラジエータを設けてもよい。この場合、上記オイルの温度と機関用冷却回路３の冷却水の温度とに基づき、流量調整弁の開度が可変とされる。すなわち、内燃機関１がモータ２よりも重点的に冷却される状況のもとでは、上記オイル及び冷却水の温度に基づき、機関用冷却回路３の冷却水温度が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。また、モータ２が内燃機関１よりも重点的に冷却される状況のもとでは、上記オイル及び冷却水の温度に基づき、電気系冷却回路４のオイル温度が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。

・図６に示されるように、電気系冷却回路４でモータ２及び発電機１７の冷却を行うだけでなく、インバータ１８の冷却を行うようにしてもよい。
・電気系冷却回路４をインバータの冷却専用としてもよい。この場合、内燃機関１よりもインバータの冷却必要性が高いとき、電気系冷却回路４のオイル温度が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。また、インバータよりも内燃機関１の冷却必要性が高いときには、機関用冷却回路３の冷却水温が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。

・電気系冷却回路４を発電機１７の冷却専用としてもよい。この場合、内燃機関１よりも発電機１７の冷却必要性が高いとき、電気系冷却回路４のオイル温度が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。また、発電機１７よりも内燃機関１の冷却必要性が高いときには、機関用冷却回路３の冷却水温が低下するよう流量調整弁の開度が調整される。

・電気系冷却回路４をモータ２の冷却専用としてもよい。
・電気系冷却回路４を、モータ２とインバータとの冷却にだけ用いたり、インバータと発電機１７との冷却にだけ用いたりすることも可能である。

・モータ、インバータ、及び発電機等の電気系を備え、走行用の原動機として内燃機関のみを用いる自動車に、本発明を適用してもよい。
・電気系冷却回路４を循環してモータ２を冷却する冷媒としてオイル以外の流体を採用してもよい。

本発明の冷却装置が適用されるハイブリッド自動車の冷却系を示す略図。 上記冷却装置の熱交換器における熱交換量を調整するための流量調整弁の駆動制御の実行手順を示すフローチャート。 車速の変化に対する流量調整弁の開度の推移を示すグラフ。 出力要求の変化に対する流量調整弁の開度の推移を示すグラフ。 ハイブリッド自動車における冷却系の他の例を示す略図。 ハイブリッド自動車における冷却系の他の例を示す略図。

符号の説明

１…内燃機関、２…モータ、３…機関用冷却回路、４…電気系冷却回路、５…熱交換器、６…ウォータポンプ、７…ラジエータ、８…オイルポンプ、９…バイパス通路（熱交換調整手段）、１０…流量調整弁（熱交換調整手段）、１１…電子制御装置（制御手段）、１２…アクセルペダル、１３…アクセルポジションセンサ、１４…車速センサ、１５…ナビゲーションシステム、１６…バッテリ、１７…発電機、１８…インバータ、２１…流量調整弁（熱交換調整手段）、２２…バイパス通路（熱交換調整手段）。

Claims (9)

1. 車両に搭載された内燃機関を冷却するための冷却水を循環させる機関用冷却回路と、車両の電気系を冷却するための冷媒を循環させる電気系冷却回路とを備える車両の冷却装置において、
   前記機関用冷却回路内の冷却水と前記電気系冷却回路内の冷媒との間での熱交換を行うとともに、その熱交換の際に授受される熱量を可変とすることの可能な熱交換調整手段と、
   前記電気系よりも前記内燃機関の冷却必要性が高いときには前記機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御し、前記内燃機関よりも前記電気系の冷却必要性が高いときには前記電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両の冷却装置。
2. 前記車両は、内燃機関とモータとを走行用の原動機として搭載するハイブリッド車両であり、
   前記電気系冷却回路は、車両に搭載されたインバータ、発電機、及び前記モータのうちの少なくとも一つを冷却するものである
   請求項１記載の車両の冷却装置。
3. 前記電気系冷却回路は、少なくとも前記モータを冷却するものであり、
   前記熱交換調整手段は、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動されるときには前記機関用冷却回路の冷却水温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御し、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるときには前記電気系冷却回路の冷媒温度が低下するよう前記熱交換調整手段を制御する
   請求項２記載の車両の冷却装置。
4. 前記機関用冷却回路は、同回路を循環する冷却水を冷却するためのラジエータを備えており、
   前記熱交換調整手段は、前記機関用冷却回路の冷却水を流入させるとともに前記電気系冷却回路の冷媒を流入させて両者の間で熱交換を行わせる熱交換器と、その熱交換器への前記冷却水と前記冷媒との少なくとも一方の流入量を可変とすべく開度調整される流量調整弁とを備え、
   前記制御手段は、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動されるときには前記流量調整弁の開度を小とし、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるときには前記流量調整弁の開度を大とする
   請求項３記載の車両の冷却装置。
5. 前記制御手段は、高車速であることに基づき、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断する
   請求項３又は４記載の車両の冷却装置。
6. 前記制御手段は、車両が走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき車両の高車速が予測されるとき、前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断する
   請求項５記載の車両の冷却装置。
7. 前記制御手段は、低車速であり且つ原動機に対する出力要求が大であることに基づき、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断する
   請求項３又は４記載の車両の冷却装置。
8. 前記制御手段は、車両が走行予定の道路についての道路情報を取得し、その取得した道路情報に基づき車両の登坂路走行が予測されるとき、低車速状態で且つ原動機に対する出力要求が大となり、前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断する
   請求項７記載の車両の冷却装置。
9. 前記車両は、前記モータへの電力供給を行うバッテリを備え、バッテリ残量が少ないときには前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動され、バッテリ残量が多いときには前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動されるものであり、
   前記制御手段は、バッテリ残量が少ないことに基づき前記内燃機関が前記モータよりも重点的に駆動される状況である旨判断し、バッテリ残量が多いことに基づき前記モータが前記内燃機関よりも重点的に駆動される状況である旨判断する
   請求項３又は４記載の車両の冷却装置。

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