JP2012166709A - Cooling system for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書によって開示される技術は、ハイブリッド自動車用冷却システムに関する。 The technology disclosed by this specification is related with the cooling system for hybrid vehicles.
ハイブリッド自動車用冷却システム(以下では単に「冷却システム」と呼ぶ場合がある)の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1の冷却システムは、冷却水循環路と、冷却水循環路内の冷却水を循環させるポンプを備える。冷却水循環路は、エンジンとモータに電力を供給するインバータとを直列に通過している。ポンプによって冷却水循環路内の冷却水が循環されると、冷却水循環路内を流れる冷却水によってエンジン及びインバータが冷却される。 An example of a cooling system for a hybrid vehicle (hereinafter sometimes simply referred to as a “cooling system”) is disclosed in Patent Document 1. The cooling system of Patent Document 1 includes a cooling water circulation path and a pump that circulates the cooling water in the cooling water circulation path. The cooling water circulation path passes in series with the engine and an inverter that supplies electric power to the motor. When the cooling water in the cooling water circulation path is circulated by the pump, the engine and the inverter are cooled by the cooling water flowing in the cooling water circulation path.
特許文献1の冷却システムでは、冷却水循環路がエンジンとインバータとを直列に通過している。このため、エンジンが停止していても、冷却水循環路内の冷却水を循環させる必要が生じる場合がある。例えば、ハイブリッド自動車がモータの駆動力のみによって走行している場合は、エンジンは停止しているが、インバータがモータを駆動している。このため、インバータを冷却するために、冷却水循環路内の冷却水を循環させる必要がある。特許文献1の冷却システムでは、冷却水循環路内を循環する冷却水は必ずエンジンを通過する。このため、エンジンが停止中であっても、インバータがモータを駆動している場合には、冷却水循環路内の冷却水がエンジンを通過することとなる。停止中のエンジンは、発熱していないため冷却の必要がなく、単なる流路抵抗体に過ぎない。このため、停止中のエンジンに冷却水を通過させることは、ポンプの消費電力を無駄に増加させることとなる。 In the cooling system of Patent Document 1, the cooling water circulation path passes through the engine and the inverter in series. For this reason, even if the engine is stopped, it may be necessary to circulate the cooling water in the cooling water circulation path. For example, when the hybrid vehicle is running only by the driving force of the motor, the engine is stopped, but the inverter is driving the motor. For this reason, in order to cool an inverter, it is necessary to circulate the cooling water in a cooling water circulation path. In the cooling system of Patent Document 1, the cooling water circulating in the cooling water circulation path always passes through the engine. For this reason, even when the engine is stopped, when the inverter drives the motor, the cooling water in the cooling water circulation path passes through the engine. The stopped engine does not generate heat and does not require cooling, and is merely a flow path resistor. For this reason, passing cooling water through the stopped engine unnecessarily increases the power consumption of the pump.
本明細書は、エンジンが停止中であって、かつ、インバータが駆動中の場合のポンプの消費電力を低減し得る冷却システムを開示する。 The present specification discloses a cooling system that can reduce power consumption of a pump when the engine is stopped and the inverter is operating.
本明細書は、ハイブリッド自動車用冷却システムを開示する。このハイブリッド自動車用冷却システムは、冷却水循環路と、電動ポンプと、バイパス経路と、切り替え手段と、制御手段と、を備える。冷却水循環路は、エンジンと、モータに電力を供給するインバータとを直列に通過し、エンジン及びインバータを冷却する冷却水が循環される。電動ポンプは、冷却水循環路内の冷却水を循環させる。バイパス経路は、一端が冷却水循環路のエンジンの上流側に接続される一方で、他端が冷却水循環路のエンジンの下流側に接続され、エンジンをバイパスして冷却水を流す。切り替え手段は、冷却水循環路内の冷却水がバイパス経路を流れない第1の状態と、冷却水循環路内の冷却水がバイパス経路を流れる第2の状態とに切り替える。制御手段は、切り替え手段を制御する。制御手段は、エンジンが停止中であってインバータが駆動中である場合は、切り替え手段を第2の状態とする。 The present specification discloses a cooling system for a hybrid vehicle. This cooling system for a hybrid vehicle includes a cooling water circulation path, an electric pump, a bypass path, switching means, and control means. The cooling water circulation path passes through the engine and an inverter that supplies electric power to the motor in series, and the cooling water for cooling the engine and the inverter is circulated. The electric pump circulates the cooling water in the cooling water circulation path. One end of the bypass path is connected to the upstream side of the engine in the cooling water circulation path, while the other end is connected to the downstream side of the engine in the cooling water circulation path to flow the cooling water by bypassing the engine. The switching means switches between a first state in which the cooling water in the cooling water circulation path does not flow through the bypass path and a second state in which the cooling water in the cooling water circulation path flows through the bypass path. The control means controls the switching means. The control means sets the switching means to the second state when the engine is stopped and the inverter is being driven.
上記のハイブリッド自動車用冷却システムでは、エンジンが停止中であって、インバータが駆動中である場合において、冷却水循環路内の冷却水は、エンジンを流れることなくバイパス経路を流れる。バイパス経路の流路抵抗は、エンジンの流路抵抗と比較して小さくすることができる。このため、冷却水循環路内の冷却水がバイパス経路を流れる場合、冷却水循環路内の冷却水がエンジンを流れる場合と比較して少ない電力量でポンプを駆動しても、インバータを冷却するために充分な流量の冷却水を循環させることができる。従って、上記の冷却システムによると、エンジンが停止中であって、インバータが駆動中である間のポンプの消費電力を低減し得る。 In the above hybrid vehicle cooling system, when the engine is stopped and the inverter is being driven, the cooling water in the cooling water circulation path flows through the bypass path without flowing through the engine. The flow path resistance of the bypass path can be made smaller than the flow path resistance of the engine. For this reason, when the cooling water in the cooling water circulation path flows through the bypass path, in order to cool the inverter even if the pump is driven with a small amount of electric power as compared with the case where the cooling water in the cooling water circulation path flows through the engine A sufficient amount of cooling water can be circulated. Therefore, according to the above cooling system, the power consumption of the pump can be reduced while the engine is stopped and the inverter is being driven.
上記のハイブリッド自動車用冷却システムは、インバータの温度を検出する温度検出手段をさらに備えることが好ましい。制御手段は、電動ポンプを駆動する電力量を制御可能であり、切り替え手段を第2の状態に切替えた場合に、温度検出手段で検出されるインバータの温度が所定の温度未満のときは、切り替え手段を第2の状態に切り替える前と比較して、電動ポンプを駆動する電力量を少なくすることが好ましい。冷却水循環路内の冷却水がバイパス経路を流れる場合は、冷却水がエンジンを流れる場合と比較して、少ない電力量でポンプを駆動しても、冷却水循環路内を循環する冷却水の流量を、冷却水がエンジンを流れる場合と同程度とすることができる。また、インバータの温度が所定の温度未満のときは、冷却水循環路内を循環する冷却水の流量を増加させ、インバータを冷却する能力を上げる必要もない。従って、エンジンが停止中で、かつ、インバータが駆動中である間であって、インバータが所定の温度未満のときは、少ない電力量でポンプを駆動することで、ポンプの消費電力を低減することができる。 The above hybrid vehicle cooling system preferably further includes a temperature detecting means for detecting the temperature of the inverter. The control means can control the amount of electric power for driving the electric pump. When the switching means is switched to the second state, the switching is performed when the temperature of the inverter detected by the temperature detection means is lower than the predetermined temperature. It is preferable to reduce the amount of electric power for driving the electric pump as compared to before switching the means to the second state. When the cooling water in the cooling water circulation path flows through the bypass path, the flow rate of the cooling water circulating in the cooling water circulation path can be reduced even if the pump is driven with a smaller amount of electric power than when the cooling water flows through the engine. The cooling water can be at the same level as when flowing through the engine. Further, when the inverter temperature is lower than the predetermined temperature, it is not necessary to increase the flow rate of the cooling water circulating in the cooling water circulation path and increase the ability to cool the inverter. Therefore, when the engine is stopped and the inverter is being driven, and the inverter is below a predetermined temperature, the power consumption of the pump can be reduced by driving the pump with a small amount of power. Can do.
また、ハイブリッド自動車の中には、インバータの温度が予め設定された設定温度以上となると、インバータを保護するためにモータの出力が制限されるようになっているものがある。このようなハイブリッド自動車では、エンジンが停止した状態でモータの出力が制限される場合があり、このような場合は運転者の意図した通りの運転ができない。そこで、上記の冷却システムでは、制御手段は、エンジンが停止中であってインバータが駆動中である場合に、温度検出手段で検出されるインバータの温度が所定の温度以上のときは、温度検出手段で検出されるインバータの温度が所定の温度未満のときと比較して、電動ポンプを駆動する電力量を多くすることが好ましい。これによって、冷却水がバイパス経路を流れると共に、電動ポンプを駆動する電力量が大きくなるため、冷却水循環路内を循環する冷却水の単位時間当りの流量が増加する。このため、インバータの温度上昇が抑制され、モータの出力が制限されてしまう事態が生じることを抑制できる。 In some hybrid vehicles, when the temperature of the inverter becomes equal to or higher than a preset temperature, the output of the motor is limited to protect the inverter. In such a hybrid vehicle, the output of the motor may be restricted while the engine is stopped. In such a case, the driver cannot drive as intended. Therefore, in the above cooling system, when the engine is stopped and the inverter is being driven, the control means detects the temperature when the temperature of the inverter detected by the temperature detection means is equal to or higher than a predetermined temperature. It is preferable to increase the amount of electric power for driving the electric pump as compared with the case where the temperature of the inverter detected in step 1 is lower than the predetermined temperature. As a result, the cooling water flows through the bypass path and the amount of electric power for driving the electric pump increases, so that the flow rate per unit time of the cooling water circulating in the cooling water circulation path increases. For this reason, it can suppress that the temperature rise of an inverter is suppressed and the situation where the output of a motor is restrict | limited occurs.
以下に説明する実施例の技術的特徴を列挙する。
(形態1)インバータは、SiCスイッチング素子を備えている。
(形態2)冷却水循環路には、ラジエータ経路が接続されている。ラジエータ経路上には、ラジエータ経路を流れる冷却水を冷却するラジエータが配置されている。ラジエータ経路との接続部分にはサーモスタットが配置されている。サーモスタットは、冷却水の温度が特定の温度以上となる場合に作動して、ラジエータ経路と冷却水循環経路とを連通させる。
The technical features of the embodiments described below are listed.
(Mode 1) The inverter includes a SiC switching element.
(Mode 2) A radiator path is connected to the cooling water circulation path. A radiator for cooling the cooling water flowing through the radiator path is disposed on the radiator path. A thermostat is disposed at a connection portion with the radiator path. The thermostat is activated when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a specific temperature, and connects the radiator path and the cooling water circulation path.
図面を参照して本実施例のハイブリッド自動車用冷却システム(冷却システム)について説明する。本実施例の冷却システムは、エンジン及びモータを共に走行用駆動源として利用するハイブリッド自動車に搭載されている。本実施例に係るハイブリッド自動車では、モータ及びエンジンの駆動状態は自動車の走行状態に応じて制御される。本実施例の冷却システムは、エンジンと、モータに電力を供給するインバータとを冷却するシステムである。図1に示すように、冷却システム2は、冷却水循環路10と、冷却水循環路10に接続されるラジエータ経路30及びバイパス経路40を備える。また、冷却システム2は、冷却システム2の動作を制御するためのECU(Electronic Control Unit)50を備える。
The hybrid vehicle cooling system (cooling system) of this embodiment will be described with reference to the drawings. The cooling system of the present embodiment is mounted on a hybrid vehicle that uses both an engine and a motor as a driving source for traveling. In the hybrid vehicle according to the present embodiment, the driving states of the motor and the engine are controlled according to the traveling state of the vehicle. The cooling system of the present embodiment is a system that cools the engine and an inverter that supplies electric power to the motor. As shown in FIG. 1, the cooling system 2 includes a cooling
冷却水循環路10は、インバータ12、エンジン14、ヒータ16を直列に通過し、次いで、排気熱回収器18とEGRクーラ20とを並列に通過(即ち、分岐して通過)し、次いで、サーモスタット24を通ってインバータ12に戻る。冷却水循環路10内には、インバータ12及びエンジン14を冷却するための冷却水が循環されている。本実施例では、冷却水には、エチレングリコール系の不凍液が混入された水が用いられている。本実施例では、冷却水循環路10内の冷却水は、インバータ12、エンジン14、ヒータ16、排気熱回収器18及び/又はEGRクーラ20、サーモスタット24、電動ポンプ26の順で流れる。
The cooling
ラジエータ経路30は、一端がヒータ16と排気熱回収器18とEGRクーラ20の上流側において冷却水循環路10と接続され、他端がヒータ16と排気熱回収器18とEGRクーラ20の下流側において冷却水循環路10と接続されている。ラジエータ経路30は、ヒータ16と排気熱回収器18とEGRクーラ20をバイパスする経路である。ラジエータ経路30には、ラジエータ32が配置されている。ラジエータ32は、ラジエータ経路30内を流れる冷却水を冷却する。ラジエータ経路30の下流側端部と冷却水循環路10との接続部分には、サーモスタット24が配置されている。なお、ラジエータ経路30の上流側端部と冷却水循環路10との接続部分には弁等が配置されておらず、ラジエータ経路30の上流側端部と冷却水循環路10とは常時連通状態とされている。
One end of the
バイパス経路40は、一端がエンジン14の上流側において冷却水循環路10と接続され、他端がエンジン14の下流側において冷却水循環路10と接続されている。バイパス経路40は、エンジン14をバイパスして冷却水を流すための経路である。バイパス経路40の上流側端部と冷却水循環路10との接続部分には、切り替え弁42が配置されている。なお、バイパス経路40の下流側端部と冷却水循環路10との接続部分には弁等が配置されておらず、バイパス経路40の下流側端部と冷却水循環路10とは常時連通状態とされている。また、バイパス経路40の下流側端部と冷却水循環路10との接続部分の位置は、ラジエータ経路30の上流側端部と冷却水循環路10との接続部分の位置と同じ位置である。従って、バイパス経路40の下流側端部と、冷却水循環路10と、ラジエータ経路30の上端側端部とは常時連通状態とされている。なお、バイパス経路40の流路抵抗は、冷却水循環路14のうちエンジン14を通過する部分の流路抵抗よりも小さくなるように設計されている。
One end of the
インバータ12は、図示しないモータに対して電力を供給する。インバータ12は、SiCにより形成されたスイッチング素子(以下「SiCスイッチング素子」と呼ぶ)を備えている。SiCスイッチング素子は、従来のSiにより形成されたスイッチング素子(以下「Siスイッチング素子」と呼ぶ)と比べて、より高い温度の下で動作可能である。具体的には、例えば、従来のSiスイッチング素子が最高150℃で動作可能であるのに対し、SiCスイッチング素子は最高250℃で動作可能である。インバータ12は、冷却水循環路10内を循環する冷却水によって冷却される。図1に示すように、インバータ12には、インバータ12の温度を測定する温度センサ13が備えられている。
The
エンジン14はいわゆるガソリンエンジンであって、上記のモータとともにハイブリッド自動車の主たる動力源として機能する。インバータ12と同様に、エンジン14も、冷却水循環路10内を循環する冷却水によって冷却される。
The
ヒータ16は、暖房要求が行われた場合に車内に温風を供給するための装置であり、冷却水循環路10が通過するヒータコア(図示省略)と、ヒータコアに風を当てて車内に温風を供給するための送風装置(図示省略)を備えている。ヒータコアは、金属の塊であり、冷却水循環路10が貫通している。そのため、ヒータコアは、インバータ12及びエンジン14を通過した後の、インバータ12及びエンジン14の熱によって高温になった冷却水の熱によって加熱される。加熱されたヒータコアに対して送風装置によって風が送られることにより、ヒータコアにより加熱された温風が車内に供給される。
The
排気熱回収器18は、作動中のエンジン14で発生した排気ガスの熱を回収し、エンジンの加温に利用するための装置である。排気熱回収器18では、作動中のエンジン14で発生した排気ガスと、冷却水循環路10内を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。排気ガスの熱を回収した冷却水は、冷却水循環路10内を循環することによってエンジン14を通過し、エンジン14を加温する。本実施例では、排気熱回収器18は、エンジン14が始動した直後から、冷却水循環路10内の冷却水の温度が所定温度に上昇するまでの間にのみ、排気ガスの熱を回収する。従って、回収した排気ガスの熱を利用して始動直後のエンジン14を暖めることにより、エンジン14の燃費を向上させることができる。
The exhaust
なお、本実施例では、冷却水循環路10のうち、排気熱回収器18への入口部分に制御弁(図示しない)を備えている。制御弁は、冷却水の温度が上記の所定温度まで上昇した後に閉じるように制御される。そのため、本実施例では、冷却水の温度が上記の所定温度まで上昇するまでの間に限り、排気熱回収器18を冷却水が流れ、排気ガスの熱が回収される。
In the present embodiment, a control valve (not shown) is provided at the inlet portion to the exhaust
EGRクーラ20は、エンジン14から排出された排気ガスの一部を吸気側に戻す(EGR:Exhaust Gas Recirculation)際に、吸気側に戻す排気ガスを冷却するための装置である。EGRクーラ20では、エンジン14の吸気側に戻すための排気ガスと、冷却水循環路10内を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。熱交換の結果、排気ガスが冷却され、冷却水が加熱される。なお、エンジン14が停止中の場合は、エンジン14からの排気ガスは流れず、冷却水循環路10の冷却水のみが流れる。
The
サーモスタット24は、冷却水循環路10を循環する冷却水の温度に応じて、ラジエータ経路30と冷却水循環路10とを、連通する状態と連通させない状態との間で切り替えるための装置である。サーモスタット24は、ラジエータ経路30と冷却水循環路10との接続部分に配置されている。サーモスタット24は、温度センサ(図示しない)及び開閉弁(図示しない)を備えている。温度センサは、冷却水循環路10内を流れる冷却水の温度を測定する。開閉弁は、温度センサが測定する冷却水の温度に応じて機械的に開弁状態と閉弁状態とを切り替える。具体的には、温度センサが測定する温度が第1設定温度未満の場合は、開閉弁は閉弁状態となり、ラジエータ経路30の下流側端部と冷却水循環路10とを連通させない状態とする。一方、温度センサで測定される温度が第1設定温度以上の場合は、開閉弁は開弁状態となり、ラジエータ経路30の下流側端部と冷却水循環路10とを連通させる状態とする。本実施例では、サーモスタット24は、エンジン14が運転中か否か、インバータ12が駆動中か否かに関わらず、温度センサが測定する冷却水の温度に応じて上記の切り替えを行う。なお、以下では、開閉弁を開弁状態として、ラジエータ経路30の下流側端部と冷却水循環路10とを連通させる状態にすることを「サーモスタット24を作動させる」と呼ぶ場合がある。本実施例では、例えば、上記第1設定温度は85℃である。
The
ラジエータ経路30と冷却水循環路10とが連通した状態では、冷却水循環路10を流れる水の一部が、ラジエータ経路30を通ってラジエータ32で冷却された上で冷却水循環路10に戻される。その結果、冷却水循環路10内の冷却水の温度上昇が抑制される。一方、ラジエータ経路30と冷却水循環路10とが連通していない状態では、ラジエータ32によって冷却された冷却水が、ラジエータ経路30から冷却水循環路10内に供給されることはない。その結果、冷却水循環路10内の冷却水の温度は上昇する。
In a state where the
切り替え弁42は、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れない状態と、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れる状態とに切り替える。切り替え弁42は、ECU50によって制御される。ECU50は、エンジン14の停止中であって、かつ、インバータ12の駆動中である場合に、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れる状態とするように切り替え弁42を制御する。一方、ECU50は、エンジン14の動作中の場合は、インバータ12が駆動中であるか否かに関わらず、冷却水循環路10内の冷却水が前記バイパス経路を流れない状態(エンジン14を流れる状態)とするように切り替え弁42を制御する。
The switching
電動ポンプ26は、冷却水循環路10内の冷却水を循環させる電動式ウォーターポンプである。電動ポンプ26は、ECU50と電気的に接続されている。電動ポンプ26は、ECU50によって制御される。ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量を増減させることによって、電動ポンプ26の回転数を制御して、単位時間当りに循環させる冷却水の流量を増減させる。
The
ECU50は、インバータ12、温度センサ13、エンジン14、ヒータ16、排気熱回収器18、EGRクーラ20、サーモスタット24、電動ポンプ26、切り替え弁42に電気的に接続されており、冷却システム2を制御している。
The
ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量を以下のように制御する。ECU50は、インバータ12の温度及びエンジン14の動作状態に応じて電動ポンプ26を駆動する電力量を2段階に制御し、冷却水循環路10内を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を増減させる。具体的には、エンジン14が作動中の場合は、電動ポンプ26を駆動する電力量を多い状態(以下、電力量「多」と呼ぶ場合がある。)とし、エンジン14が停止中の場合は、インバータ12の温度に応じて、電動ポンプ26を駆動する電力量が多い状態と電力量が少ない状態(以下、電力量「少」と呼ぶ場合がある。)とに切り替える。すなわち、インバータ12の温度が所定の第2設定温度以上である場合は、電動ポンプ26を駆動する電力量を多い状態とし、インバータ12の温度が所定の第2設定温度未満である場合は、電動ポンプ26を駆動する電力量を少ない状態とする。このため、切り替え弁42が冷却水をバイパス経路40に流す状態(すなわち、エンジン14が停止中であってインバータ12が駆動中の状態)であって、インバータ12の温度が所定の第2設定温度未満である場合は、電動ポンプ26を駆動する電力量は、切り替え弁42が冷却水をバイパス経路40に流さない状態(すなわち、エンジン14が動作中の状態)である場合における電力量と比べて少なくなる。この場合、電力量は「少」であるが、流路抵抗の小さなバイパス経路40を冷却水が流れるため、冷却水循環路10内をインバータ12を冷却するために充分な流量の冷却水を循環させることができる。また、切り替え弁42が冷却水をバイパス経路40に流す状態であって、インバータ12の温度が上記第2設定温度以上である場合、電動ポンプ26を駆動する電力量は、切り替え弁42が冷却水をバイパス経路40に流す状態であって、インバータ12の温度が上記第2設定温度未満である場合における電力量と比べて多くなる。この場合、電力量が「多」とされ、また、流路抵抗の小さなバイパス経路40を冷却水が流れるため、冷却水循環路10内を単位時間当りに循環する冷却水の流量も、インバータ12の温度が第2の設定温度未満の場合における単位時間当りの流量と比べて多くなり、かつ、エンジン14が動作中で電動ポンプ26を電力量「多」で駆動する場合における単位時間当たりの流量と比べて多くなる。制御の基準となるインバータ12の温度は、上述の温度センサ13によって検知されている。第2設定温度は、インバータ12を保護するためにインバータ12の出力を制限する温度よりも低い温度、例えば200℃に設定することができる。なお、本実施例では、エンジン14とインバータ12が両方とも停止中の場合、ECU50は、電動ポンプ26を停止するように制御する。
The
本実施例の冷却システム2の動作を、図2を参照して説明する。図2は、本実施例の冷却システム2のECU50が実行する処理を示すフローチャートである。
The operation of the cooling system 2 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a process executed by the
S2において、ハイブリッド自動車のイグニッションがONにされると、ハイブリッド車が走行可能な状態となる。次いで、S4では、ECU50は、エンジン14が動作しているか否かを判断する。ECU50は、エンジン14から動作中であることを示す所定の信号を受信する場合にS4でYESと判断する。例えば、ハイブリッド自動車が、エンジン14とモータの両者で走行している場合等は、エンジン14が動作しているため、ECU50はS4でYESと判断する。S4でYESの場合、S6に進む。S6では、ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量を「多」として、電動ポンプ26を駆動する。S6を終えると、S12に進む。
In S2, when the ignition of the hybrid vehicle is turned on, the hybrid vehicle is ready to travel. Next, in S4, the
S12では、ECU50は、切り替え弁42を、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れない状態(エンジン14を流れる状態)に切り替える。これによって、例えば、エンジン14が動作中である場合(S4でNO)には、エンジン14に冷却水が流れ、エンジン14が冷却される。S12を終えると、S20に進む。
In S12, the
一方、例えば、ハイブリッド自動車がモータの駆動力のみで走行している場合等は、エンジン14が動作していないため、ECU50はS4でNOと判断する。S4でNOの場合、S8に進む。
On the other hand, for example, when the hybrid vehicle is running only with the driving force of the motor, the
S8では、ECU50は、インバータ12がモータを駆動しているか否かを判断する。ECU50は、インバータ12からモータを駆動中であることを示す所定の信号を受信する場合にS8でYESと判断する。例えば、上記のように、ハイブリッド自動車がモータの駆動力のみで走行している場合等は、インバータ12がモータを駆動しているため、ECU50はS8でYESと判断する。S8でYESの場合、S10に進む。一方、ハイブリッド自動車が停止している場合等は、エンジン14及びインバータ12のいずれも停止しているため、ECU50はS8でNOと判断する。S8でNOの場合、S19に進む。S19では、ECU50は電動ポンプ26を停止する。S19の時点で、既に電動ポンプ26が停止している場合、ECU50は電動ポンプ26の停止状態を維持する。S19を終えるとS20に進む。
In S8, the
S10では、ECU50は、切り替え弁42を、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れる状態(エンジン14を流れない状態)に切り替える。これにより、エンジン14が停止中であって、インバータ12が駆動中である場合(S8でYES)は、冷却水循環路10内の冷却水は、エンジン14を流れることなくバイパス経路40を流れる。S10を終えると、S14に進む。
In S10, the
S14では、ECU50は、インバータ12の温度が、第2の設定温度以上か否かを判断する。例えば、ハイブリッド自動車がモータの駆動力のみで走行している場合において、坂道を走行する際はモータ出力が高くなり、その結果、インバータ12の温度が第2の設定温度以上となる場合がある。インバータ12の温度が第2の設定温度以上となる場合は、インバータ12を冷却する能力を高くする必要がある。このため、S14でインバータ12の温度が第2の設定温度以上か否かを判定する。温度センサ13が測定するインバータ12の温度が、第2の設定温度未満の場合、ECU50は、S14でNOと判断する。S14でNOの場合、S18に進む。
In S14, the
S18では、ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量を「少」とする。このときの電力量は、エンジン14が動作中の場合における電動ポンプ26を駆動する電力量(「多」、S6参照)と比べて少ない。S18では、電力量が「少」であるが、流路抵抗の小さなバイパス経路40を冷却水が流れるため、冷却水循環路10内をインバータ12を冷却するために充分な流量の冷却水を循環させることができる。従って、インバータ12の冷却能力を保ちながら電動ポンプ26の消費電力を低減することができる。S18を終えると、S20に進む。
In S18, the
一方、温度センサ13が測定するインバータ12の温度が、第2の設定温度以上である場合、ECU50は、S14でYESと判断する。S14でYESの場合、S16に進む。S16では、ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量が「多」になるように制御する。S16の時点で既に電動ポンプ26を駆動する電力量が「多」である場合、ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量が「多」となるように維持する。このときの電力量は、エンジン14が停止中で、かつ、インバータ12がモータを駆動中であって、インバータ12の温度が第2の設定温度未満の場合における電動ポンプ26を駆動する電力量(「多」、S18参照)と比べて多い。一般的に、ハイブリッド自動車では、インバータ12の温度が所定の温度(第2設定温度より高い)以上となると、インバータ12を保護するためにモータの出力が制限される場合がある。この点、S16では、電力量が「多」とされ、また、流路抵抗の小さなバイパス経路40を冷却水が流れるため、冷却水循環路10内を単位時間当りに循環する冷却水の流量も、インバータ12の温度が第2の設定温度未満の場合における単位時間当りの流量と比べて多くなり、かつ、エンジン14が動作中で電動ポンプ26を電力量「多」で駆動する場合における単位時間当たりの流量と比べて多くなる。このため、インバータ12の温度上昇が抑制され、インバータ12の温度が所定の温度(第2設定温度より高い)以上となることが未然に防止され、モータの出力が制限されてしまう事態が生じることを抑制できる。S16を終えると、S20に進む。
On the other hand, when the temperature of the
S20では、ECU50は、ハイブリッド自動車の停止操作が行われたか否かを監視する。ユーザによってハイブリッド自動車の停止操作が行われた場合、S20でYESと判断される。S20でYESの場合、S22に進む。S22では、ECU50は、電動ポンプ26の運転を停止し、処理を終了する。なお、S22の時点で、既に電動ポンプ26が停止している場合、ECU50は停止状態を維持する。一方、S20でNOの場合、S4に戻り、S4〜S20の処理を繰り返す。
In S20, the
以上、本実施例の冷却システム2について説明した。本実施例では、図2のS10に示すように、エンジン14が停止中であって、インバータ12が駆動中である場合において、冷却水循環路10内の冷却水は、エンジン14を流れることなくバイパス経路40を流れる。バイパス経路40の流路抵抗は、エンジン14の流路抵抗と比較して小さい。そのため、冷却水循環路10内の冷却水がバイパス経路40を流れる場合であって、インバータ12の温度が第2の設定温度未満の場合には、冷却水循環路10内の冷却水がエンジン14を流れる場合と比較して少ない電力量で電動ポンプ26を駆動する。これによって、インバータ12を充分に冷却しながら、電動ポンプ26の消費電力を低減することができる。
The cooling system 2 according to the present embodiment has been described above. In this embodiment, as shown in S10 of FIG. 2, when the
また、本実施例では、図2のS16に示すように、エンジン14が停止中で、かつ、インバータ12が駆動中であって、インバータ12の温度が第2の設定温度以上の場合において、ECU50は、電動ポンプ26を駆動する電力量を「多」とする。これによって、冷却水がバイパス経路40を流れると共に、電動ポンプ26を駆動する電力量が大きくなるため、冷却水循環路10内を循環する冷却水の単位時間当りの流量が増加する。このため、インバータ12の温度上昇が抑制され、モータの出力が制限されてしまう事態が生じることを抑制できる。
In this embodiment, as shown in S16 of FIG. 2, when the
上記の実施例と本発明との対応関係を記載しておく。上記の実施例の切り替え弁42、ECU50、温度センサ13が、それぞれ、「切り替え手段」、「制御手段」、「温度検出手段」の一例である。また、上記の実施例の第2設定温度が、「所定の温度」の一例である。
The correspondence between the above embodiment and the present invention will be described. The switching
上記の実施例の変形例を以下に列挙する。
(1)上記の実施例における、インバータ12、エンジン14、ヒータ16等の各構成部材の冷却水循環路10上の配置は一例であってこれに限られることはない。従って、例えば、冷却水循環路10が、エンジン14、ヒータ16を通過した後にインバータ12を通過するように配置してもよい。冷却水循環路10が、インバータ12及びエンジン14を直列に通過するのであれば、インバータ12、エンジン14、ヒータ16等の各構成部材の冷却水循環路10上の配置は任意としてもよい。
(2)上記の実施例では、インバータ12は、SiCスイッチング素子を備えるものが用いられている。インバータ12に備えられるスイッチング素子を、SiCスイッチング素子に代えて、高温対応Siスイッチング素子としてもよい。高温対応Siスイッチング素子は、従来のSiスイッチング素子と比べて、より高い温度下で動作可能である。具体的には、例えば、従来のSiスイッチング素子が約150℃の温度まで動作可能であるのに対し、高温対応Siスイッチング素子は約175℃の温度まで動作可能である。
(3)上記の実施例では、ECU50は、インバータ12の温度に応じて電動ポンプ26を駆動する電力量を2段階に制御しているが、このような形態に限られない。例えば、インバータの温度に応じて電動ポンプを駆動する電力量を多段階に制御してもよく、また、インバータの温度に比例して電動ポンプを駆動する電力量が変化するように制御してもよい。この場合には、インバータの温度が同一のときは、エンジンが動作しているときの電動ポンプの電力量が、エンジンが停止しているときの電動ポンプの電力量より小さくなるように設定することが好ましい。
The modifications of the above embodiment are listed below.
(1) In the above-described embodiment, the arrangement of the constituent members such as the
(2) In the above embodiment, the
(3) In the above embodiment, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:冷却システム
10:冷却水循環路
12:インバータ
13:温度センサ
14:エンジン
16:ヒータ
18:排気熱回収器
20:EGRクーラ
24:サーモスタット
26:電動ポンプ
30:ラジエータ経路
32:ラジエータ
40:バイパス経路
42:切り替え弁
50:ECU
2: Cooling system 10: Cooling water circuit 12: Inverter 13: Temperature sensor 14: Engine 16: Heater 18: Exhaust heat recovery device 20: EGR cooler 24: Thermostat 26: Electric pump 30: Radiator path 32: Radiator 40: Bypass path 42: Switching valve 50: ECU
Claims (3)
エンジンと、モータに電力を供給するインバータとを直列に通過し、前記エンジン及び前記インバータを冷却する冷却水が循環される冷却水循環路と、
前記冷却水循環路内の冷却水を循環させる電動ポンプと、
一端が前記冷却水循環路のエンジンの上流側に接続される一方で、他端が前記冷却水循環路のエンジンの下流側に接続され、前記エンジンをバイパスして冷却水を流すバイパス経路と、
前記冷却水循環路内の冷却水が前記バイパス経路を流れない第1の状態と、前記冷却水循環路内の冷却水が前記バイパス経路を流れる第2の状態とに切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記エンジンが停止中であって前記インバータが駆動中である場合は、前記切り替え手段を前記第2の状態とする、
ことを特徴とするハイブリッド自動車冷却システム。 A cooling system for a hybrid vehicle,
A cooling water circulation path through which an engine and an inverter that supplies electric power to the motor pass in series, and cooling water for cooling the engine and the inverter is circulated;
An electric pump for circulating cooling water in the cooling water circulation path;
One end is connected to the upstream side of the engine of the cooling water circulation path, while the other end is connected to the downstream side of the engine of the cooling water circulation path, bypassing the engine and flowing the cooling water,
Switching means for switching between a first state in which the cooling water in the cooling water circulation path does not flow through the bypass path and a second state in which the cooling water in the cooling water circulation path flows through the bypass path;
Control means for controlling the switching means;
With
The control means sets the switching means to the second state when the engine is stopped and the inverter is being driven.
Hybrid vehicle cooling system characterized by that.
前記制御手段は、
前記電動ポンプを駆動する電力量を制御可能であり、
前記切り替え手段を前記第2の状態に切替えた場合に、前記温度検出手段で検出される前記インバータの温度が所定の温度未満のときは、前記切り替え手段を前記第2の状態に切り替える前と比較して、前記電動ポンプを駆動する電力量を少なくする、
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド自動車冷却システム。 Further comprising temperature detecting means for detecting the temperature of the inverter;
The control means includes
The amount of power for driving the electric pump can be controlled,
When the switching means is switched to the second state, if the temperature of the inverter detected by the temperature detection means is lower than a predetermined temperature, the switching means is compared with before the switching to the second state. And reducing the amount of electric power for driving the electric pump,
The hybrid vehicle cooling system according to claim 1.
請求項2に記載のハイブリッド自動車用冷却システム。
When the temperature of the inverter detected by the temperature detecting means is equal to or higher than the predetermined temperature when the engine is stopped and the inverter is being driven, the control means uses the temperature detecting means. Increasing the amount of electric power for driving the electric pump as compared to when the detected temperature of the inverter is lower than the predetermined temperature,
The cooling system for hybrid vehicles according to claim 2.
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