JP2012171557A - ハイブリッド自動車用冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの信頼性低下を抑制し得るハイブリッド自動車用冷却システムを提供する。
【解決手段】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とを連通させない状態と、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させる状態とを切り替える。ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の回転数を制御することにより、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を増減させることができる。ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４が、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させない状態である場合における、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を、サーモスタット２４が、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させない状態である場合における冷却水の単位時間当たりの流量より多くするように制御する。
【選択図】図１

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。

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、エンジンと、モータに電力を供給するインバータと、エンジン及びインバータを直列に通過し、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。この冷却システムでは、さらに、冷却水循環路にラジエータ経路が接続され、ラジエータ経路上にはラジエータが配置されている。冷却水循環路を流れる冷却水の温度が所定の温度未満のときは、ラジエータ経路と冷却水循環路とが連通しない状態とされる。冷却水循環路を流れる冷却水の温度が所定の温度以上となると、ラジエータ経路と冷却水循環路とが連通する状態とされる。ラジエータ経路と冷却水循環路とが連通する状態となると、冷却水循環路を流れる冷却水の一部がラジエータ経路を通って冷却水循環路に戻される。これによって、冷却水循環路を流れる冷却水の一部がラジエータで冷却され、冷却水の水温が高くなり過ぎることが防止されている。

特開２００７−３２６４６４号公報

ハイブリッド自動車用冷却システムでは、例えば、エンジンが始動した直後のように、エンジンの温度が急激に上昇することにより、冷却水循環路内を流れる冷却水の温度が急激に上昇する場合がある。特に、冷却水の温度が低くラジエータ経路と冷却水循環路とが連通しない状態となっている場合は、冷却水がラジエータによって冷却されることがないため、その温度上昇はより急激となる。上述した特許文献１の冷却システムでは、冷却水循環路がエンジン及びインバータを直列に通過するため、冷却水循環路を流れる冷却水の温度が急激に上昇すると、インバータを冷却する能力が急激に低下することとなる。このため、インバータを構成する素子と放熱板の温度も急激に上昇し、これらの熱膨張量の差による熱応力も急激に大きくなる。その結果、インバータを構成する素子と放熱板との接合材料（はんだ、Ａｇ等）に対して大きな応力が作用し、接合材料にクラックが発生して、インバータの信頼性を低下させるおそれがある。

本明細書は、インバータの信頼性低下を抑制し得るハイブリッド自動車用冷却システムを開示する。

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、ポンプと、ラジエータ経路と、ラジエータと、切り替え手段と、を有する。冷却水循環路は、エンジン及びモータに電力を供給するインバータを直列に通過し、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。ポンプは、冷却水循環路内の冷却水を循環させる。ラジエータ経路は、冷却水循環路に接続される。ラジエータは、ラジエータ経路上に配置され、ラジエータ経路を流れる冷却水を冷却する。切り替え手段は、冷却水循環路内を循環する冷却水の温度が所定の温度未満の場合は、ラジエータ経路と冷却水循環路とを連通させない状態とし、冷却水循環路内を循環する冷却水の温度が所定の温度以上の場合は、ラジエータ経路と冷却水循環路とを連通させる状態とする。ラジエータ経路と冷却水循環路とが連通された状態では、冷却水循環路を流れる冷却水の少なくとも一部がラジエータ経路を通って冷却水循環路に戻されるようになっている。ポンプは、冷却水循環路内を循環する冷却水の単位時間当たりの流量を制御可能であって、前記エンジンの運転時又は運転開始時に前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させない状態としているときは、前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させる状態としているときと比較して、前記冷却水循環路を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を多くする。

上記の冷却システムでは、エンジンの運転時又は運転開始時にラジエータ経路と冷却水循環路とが連通しない状態となっているときは、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を多くする。そのため、冷却水循環路内の冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の温度を緩やかに上昇させる。その結果、インバータを構成する素子と放熱板との接合材料（はんだ、Ａｇ等）に対して大きな応力が作用することを抑制し、接合材料にクラックが発生することを抑制する。従って、インバータの信頼性の低下を抑制することができる。

上記の冷却システムにおいて、ポンプは、エンジンの運転時又は運転開始時に切り替え手段がラジエータ経路と冷却水循環路とを連通させない状態としているときは、切り替え手段がラジエータ経路と冷却水循環路とを連通させる状態に切り替えるまで、冷却水循環路を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を多くしてもよい。ラジエータ経路と冷却水循環路とが連通する状態に切り替えられると、冷却水の一部がラジエータで冷却され、冷却水の温度上昇が抑えられる。このため、冷却水の単位時間当たりの流量を少なくしても、冷却水の急激な温度上昇を抑えることができる。また、冷却水の単位時間当たりの流量が多い時間を短くすることで、ポンプを駆動するためのエネルギーが少なくなり、省エネルギー化を図ることができる。

なお、上記の冷却システムにおいては、インバータが、ＳｉＣスイッチング素子を備えているものであってもよい。ＳｉＣ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高温で作動させることができる。従って、冷却水循環路内の冷却水が比較的高温となる場合であっても、インバータを作動させることができる。このため、冷却水の温度が上昇し易い、冷却水循環路がエンジンとインバータの双方を直列に通過する構成の冷却システムであっても、インバータの温度をインバータの作動可能範囲内に抑えることができる。

実施例のハイブリッド自動車用冷却システムの構成を示すブロック図。 ハイブリッド自動車用冷却システムの動作を示すフローチャート。 エンジン始動後の冷却水の温度上昇の一例を示すグラフ。

以下に説明する実施例の技術的特徴を列挙する。
（形態１） 本実施例のハイブリッド自動車用冷却システムは、温度検知手段（温度センサ）と開閉弁とを一体に備えるサーモスタットを有する。
（形態２） 冷却水循環路を流れる冷却水は、インバータとエンジンを、インバータ、エンジンの順で通過する。
（形態３） 冷却水循環路は、ヒータをさらに通過する。ヒータは、冷却水循環路内の冷却水の熱によって加温されるヒータコアを備える。

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）を説明する。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とを備える。冷却水循環路１０は、インバータ１２、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、ポンプ２６を通過している。ラジエータ経路３０は、ラジエータ３２を通過している。また、冷却システム２は、冷却システム２の各部と電気的に接続され、冷却システム２の動作を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３４を備えている。

冷却水循環路１０は、インバータ１２、エンジン１４、ヒータ１６、サーモスタット２４、ポンプ２６を直列に通過するとともに、排気熱回収器１８とＥＧＲクーラ２０とを並列に通過している。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ＥＧＲクーラ２０、サーモスタット２４、ポンプ２６の順で通過する。

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をバイパスするとともに、ラジエータ３２に冷却水を流すための経路である。ラジエータ３２は、ラジエータ経路３０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。

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。本実施例では、ＳｉＣスイッチング素子は約２５０℃の温度下において動作可能である。インバータ１２は、ＳｉＣスイッチング素子の他に、ＳｉＣスイッチング素子の熱を放熱するための放熱板を備えている。放熱板は、所定の接合材料（例えば、はんだ、Ａｇ等）によってＳｉＣスイッチング素子に接合されている。インバータ１２は、冷却水循環路１０内を流れる冷却水によって冷却される。

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。

ヒータ１６は、暖房の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供給するための送風装置（図示省略）とを備えている。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。加熱された状態のヒータコアに対して送風装置によってヒータコアに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。

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の設定温度Ｔ１（例えば３０℃）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、エンジン１４の燃費を向上させることができる。

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を通過する部分に制御弁（図示しない）を備えている。この制御弁は、冷却水の温度が所定の設定温度Ｔ１まで上昇した後に閉じるように制御されている。そのため、本実施例では、冷却水の温度が設定温度Ｔ１まで上昇するまでの間に限り、排気熱回収器１８が排気ガスの熱を回収することができる。一方、冷却水の温度が所定の設定温度Ｔ１を超えると、エンジン１４が既に十分に暖められたものとして、それ以降は排気熱回収器１８に冷却水を流さないように構成されている。そのため、夏場の気温が高い時期やエンジン１４の停止した直後に始動する場合等のように、エンジン１４の始動時において、冷却水循環路１０内の冷却水の温度が既に所定の設定温度Ｔ１以上である場合には、排気熱回収器１８には冷却水が流れないようになっている。

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。

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、温度センサで検出される温度が設定温度Ｔ２未満の場合は、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させない状態（閉弁状態）とし、温度センサで検出される温度が設定温度Ｔ２以上の場合は、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させる状態（開弁状態）とする。なお、以下では、サーモスタット２４がラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させる状態にあることを「サーモスタット２４が作動している状態」と呼ぶ場合がある。ここに言う「設定温度Ｔ２」は、冷却システム２を構成する各機器の作動温度に応じて適宜設定することができ、例えば８５℃とすることができる。また、「設定温度Ｔ２」を、「サーモスタット２４の作動温度」と言い換えてもよい。ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とが連通された状態では、冷却水循環路１０を流れる冷却水の一部がラジエータ経路３０を通って冷却水循環路１０に戻される。

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を流れる冷却水の一部が、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、冷却水がラジエータ経路３０を流れず、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０との間で冷却水が流れることはない。その結果、冷却水循環路１０内の冷却水の温度がラジエータによって冷却されることはない。

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。ポンプ２６は、ＥＣＵ３４と接続されている。ポンプ２６の回転数はＥＣＵ３４によって制御される。

ＥＣＵ３４は、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ことができる。具体的には、ＥＣＵ３４は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、ポンプ２６を制御している。即ち、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６に供給するパルス幅を調整することによって、ポンプ２６の回転数を増減させ、単位時間当りの流量を調整している。本実施例では、ポンプ２６が単位時間当りに循環させ得る冷却水の流量の最大値は６０リットル／分である。

また、ＥＣＵ３４は、冷却水循環路１０内の冷却水の温度が設定温度Ｔ１以上であって、サーモスタット２４が未作動（冷却水循環路１０内の冷却水の温度が設定温度Ｔ２未満の場合）である場合に、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を、サーモスタット２４が作動している間（冷却水循環路１０内を循環する冷却水の温度が設定温度Ｔ２以上である場合）の冷却水の単位時間当たりの流量より多くするようにポンプ２６を制御する。また、以下では、冷却水循環路１０内の冷却水の温度が設定温度Ｔ１以上であって、サーモスタット２４が未作動である間における、冷却水循環路１０内の冷却水の単位時間当りの流量を「大」、サーモスタット２４が作動している間の冷却水の単位時間当たりの流量を「小」と呼び換える場合がある。なお、ＥＣＵ３４は、冷却水循環路１０内の冷却水の温度が設定温度Ｔ１未満である場合にも、冷却水の単位時間当りの流量が「小」となるようにポンプ２６を制御する。上述のポンプ２６の制御の基準となる、冷却水の温度、及び、サーモスタット２４の作動状態はＥＣＵ３４によって検知されている。なお、本実施例では、ＥＣＵ３４は、冷却水循環路１０内の冷却水の温度が設定温度Ｔ１以上であって、サーモスタット２４が未作動の間における、冷却水循環路１０内の冷却水の単位時間当りの流量（流量「大」）が６０リットル／分、サーモスタット２４が作動している間における、冷却水循環路１０内の冷却水の単位時間当りの流量（流量「小」）が１０リットル／分、となるようにポンプ２６を制御している。

なお、図１では、ＥＣＵ３４が、サーモスタット２４とポンプ２６にのみ電気的に接続されている様子を図示しているが、ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４及びポンプ２６に限らず、インバータ１２、エンジン１４、ヒータ１６、排気熱回収器１８、ＥＧＲクーラ２０とも電気的に接続されており、各部の動作を適宜制御している。

本実施例の冷却システム２によってエンジン１４及びインバータ１２を冷却する場合の動作を、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ＥＣＵ３４が実行する処理を示すフローチャートである。

ハイブリッド自動車のイグニッションがＯＮにされ、ハイブリッド車が走行可能な状態となると、ＥＣＵ３４は、冷却水の単位時間当りの流量を「小」として、ポンプ２６の運転を開始する（Ｓ２、Ｓ４）。

次いで、Ｓ６では、ＥＣＵ３４は、エンジン１４が動作しているか否かを判断する。ＥＣＵ３４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Ｓ６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、ＥＣＵ３４はＳ６でＹＥＳと判断する。Ｓ６でＹＥＳの場合、Ｓ８に進む。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、ＥＣＵ３４はＳ６でＮＯと判断する。Ｓ６でＮＯの場合、Ｓ１８に進む。

Ｓ８では、ＥＣＵ３４は、冷却水循環路１０内を循環する冷却水の温度が、設定温度Ｔ１以上か否かを判断する。ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４が備える温度センサが測定する冷却水の温度が、設定温度Ｔ１（上記の例では３０℃）以上である場合、Ｓ８でＹＥＳと判断する。Ｓ８でＹＥＳの場合、Ｓ１０に進み、ＥＣＵ３４は、排気熱回収器１８に冷却水を流さないように図示しない制御弁を駆動し、冷却水の流路を制御する。この場合、エンジン１４の排気熱によって冷却水が暖められることがない。Ｓ１０を終えると、Ｓ１４に進む。一方、Ｓ８でＮＯの場合、Ｓ１２に進み、ＥＣＵ３４は、排気熱回収器１８に冷却水を流すように図示しない制御弁を駆動し、冷却水の流路を制御する。この場合、エンジン１４の排気熱によって冷却水が暖められる。Ｓ１２を終えると、Ｓ１８に進む。

Ｓ１４では、ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４が作動しているのか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４から作動中であることを示す所定の信号を受信する場合に、Ｓ１４でＹＥＳと判断する。Ｓ１４でＹＥＳの場合は、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とが連通している。この状態では、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、その後冷却水循環路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。Ｓ１４でＹＥＳの場合、Ｓ１８に進む。一方、Ｓ１４でＮＯの場合は、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。この状態では、冷却水が冷却水循環路１０からラジエータ経路３０に供給されることはなく、ラジエータ３２によって冷却された冷却水が冷却水循環路１０に戻されることはない。その結果、冷却水循環路１０内の冷却水の温度は上昇し易い状態となる。Ｓ１４でＮＯの場合、Ｓ１６に進む。

Ｓ１８では、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の回転数を制御して、冷却水の単位時間当りの流量を「小」とする。この結果、例えば、エンジンの動作中にサーモスタット２４が未作動状態から作動状態に切り替わった場合（Ｓ１４でＹＥＳ）においては、冷却水の単位時間当りの流量が「大」から「小」に切り替えられる。この場合は、冷却水の流量が「小」に切り替えられても、冷却水循環路１０内の冷却水の一部がラジエータ３２で冷却されるため、冷却水の急激な温度上昇を抑えることができる。同時に、冷却水の単位時間当たりの流量を「大」とする時間が短くなるため、ポンプ２６を駆動するためのエネルギー（消費電力）を少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。また、例えば、エンジン１４が停止中の場合（Ｓ６でＮＯ）においては、エンジン１４は発熱しておらず、冷却能力を高くする必要がない。そのため、流量を「小」としてもインバータ１２を十分に冷却することができる。また、冷却水の温度が設定温度Ｔ１未満の場合（Ｓ８でＮＯ）であって、排気熱回収器１８によって冷却水が加温される場合、流量を「小」とすることによって、冷却水の温度が上昇し易くなるため、加温効率を高くすることができる。なお、Ｓ１８の時点で既に冷却水の単位時間当りの流量が「小」である場合は、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の回転数を流量「小」となるように維持する。Ｓ１８を終えると、Ｓ２０に進む。

Ｓ１６では、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の回転数を制御して、冷却水の単位時間当りの流量を「大」とする。この結果、サーモスタット２４が未作動であって（Ｓ１４でＮＯ）、ラジエータ経路３０から冷却水循環路１０内に冷却後の冷却水が供給されることがない場合には、冷却水の単位時間当りの流量が「大」となり、冷却水循環路１０内の冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の温度が緩やかに上昇するようになる。その結果、インバータ１２を構成する素子と放熱板との接合材料（はんだ、Ａｇ等）に対して大きな応力が作用することを抑制し、接合材料にクラックが発生することを抑制する。従って、インバータ１２の信頼性の低下を抑制することができる。なお、Ｓ１６の時点で既に冷却水の単位時間当りの流量が「大」である場合は、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の回転数を流量「大」となるように維持する。Ｓ１６を終えると、Ｓ２０に進む。

Ｓ２０では、ＥＣＵ３４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、ＥＣＵ３４は、ポンプ２６の運転を停止し、処理を終了する。一方、Ｓ２２でＮＯの場合、Ｓ６に戻り、Ｓ６〜Ｓ２０の処理を繰り返す。

ここで、図３を参照して、エンジン１４の始動時にＥＣＵ３４が上述した図２の処理を行うことによる効果を説明する。

（例１：実線）
図３のグラフ中の実線は、本実施例の冷却システム２における、エンジン１４始動後の冷却水循環路１０内の冷却水の温度の経時的変化の一例（以下では「例１」と呼ぶ）を示している。この例１では、エンジン１４始動時における冷却水の温度は設定温度Ｔ１（３０℃）より高い（Ｔａ）。そのため、この例１では、エンジン１４の始動後に排気熱回収路１８に冷却水が流されることがない。従って、例１では、ＥＣＵ３４は、エンジン始動からサーモスタット２４が作動するまでの間は、単位時間当りの冷却水の流量が「大」（６０リットル／分）、サーモスタット２４が作動した後は単位時間当りの冷却水の流量が「小」（１０リットル／分）となるように、ポンプ２６を制御する。

（例２：一点鎖線）
一方、図３のグラフ中の一点鎖線は、本実施例の冷却システムにおける、エンジン１４始動後の冷却水循環路１０内の冷却水の温度の経時的変化の他の一例（以下では「例２」と呼ぶ）を示している。この例２では、エンジン１４始動時における冷却水の温度は設定温度Ｔ１より低い（Ｔｂ）。そのため、この例２では、エンジン１４の始動後に排気熱回収器１８に冷却水が流され、冷却水がエンジン１４の排気熱によって加温される。従って、例２では、ＥＣＵ３４は、エンジン始動から、冷却水の水温が設定温度Ｔ１未満の間は、排気熱回収器１８に冷却水を流して排気熱回収を行うように、冷却水の流路を制御する。それとともに、ＥＣＵ３４は、単位時間当りの冷却水の流量が「小」（１０リットル／分）となるように、ポンプ２６を制御する。その結果、冷却水の温度は急速に上昇する。
次いで、ＥＣＵ３４は、冷却水の温度は設定温度Ｔ１以上となると、排気熱回収器１８に冷却水を流さないようにし、排気熱回収を行わないように冷却水の流路を制御する。さらに、ＥＣＵ３４は、冷却水の温度は設定温度Ｔ１以上となってから、サーモスタット２４が作動するまでの間は、単位時間当りの冷却水の流量が「大」（６０リットル／分）になるようにポンプ２６を制御する。その後、ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４が作動した後は単位時間当りの冷却水の流量が「小」（１０リットル／分）となるように、ポンプ２６を制御する。

（比較例：二点鎖線）
一方、図３のグラフ中の二点鎖線は、比較例の冷却システムにおける、エンジン１４始動後の冷却水循環路１０内の冷却水の温度の経時的変化の他の一例（以下では「比較例」と呼ぶ）を示している。なお、この比較例では、エンジン１４始動時における冷却水の温度は、上記の例１と同じＴａである。比較例の冷却システムは、例１、例２の冷却システムと機械的構成は同一であるが、ポンプが常時一定の単位時間当りの流量（例えば１０リットル／分）で冷却水を循環させる。以下、例１、２と比較例を比較して検討する。図３に示すように、例１の冷却システム２の場合（実線）、比較例の冷却システム（二点鎖線）と比べて、エンジン１４始動後の冷却水の温度上昇が緩やかである。また、例２の冷却システム（一点鎖線）の場合も、冷却水の水温が設定温度Ｔ１以上となった後における冷却水の温度上昇は、比較例の冷却システム（二点鎖線）におけるエンジン１４始動後の冷却水の温度上昇と比べて緩やかである。例１、例２の冷却システム２では、比較例の冷却システムと比べて、冷却水がサーモスタット２４の作動温度に到達するまでに長い時間（ｔ１，ｔ２＞ｔ３）を要する。

以上、本実施例の冷却システム２について説明した。上述の通り、本実施例の冷却システム２では、図２のＳ１６に示すように、エンジン１４の運転時（Ｓ６でＹＥＳ）において、排気熱回収器１８に冷却水が流されておらず（Ｓ１０）、かつ、サーモスタットが作動しておらず（Ｓ１４でＮＯ）、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とが連通しない状態となっているときは、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「大」となるように制御される。そのため、冷却水循環路１０内の冷却水の温度上昇が抑制され、その温度が緩やかに上昇する。その結果、インバータ１２を構成する素子と放熱板との接合材料（はんだ、Ａｇ等）に対して大きな応力が作用することが抑制され、接合材料にクラックが発生することが抑制される。従って、インバータ１２の信頼性の低下を抑制することができる。

さらに、本実施例の冷却システム２では、ポンプ２６は、図２のＳ１６に示すように、エンジン１４の運転時にサーモスタット２４が作動しておらず、ラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させない状態としているときは、その後サーモスタット２４が作動してラジエータ経路３０と冷却水循環路１０とを連通させる（Ｓ１４でＹＥＳ）まで、冷却水循環路１０を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を「大」とする。サーモスタット２４が作動すると、冷却水の一部がラジエータ３２で冷却され、冷却水の温度上昇が抑えられる。このため、冷却水の単位時間当たりの流量を少なくしても、冷却水の急激な温度上昇を抑えることができる。また、冷却水の単位時間当たりの流量が多い時間を短くすることで、ポンプ２６を駆動するためのエネルギーを少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。また、冷却水の急激な温度上昇が抑えられることに伴って、インバータモジュールの温度が急激に上昇することも抑えられる。その結果、インバータモジュールのケース内に結露が発生することを防ぐことができる。

本実施例の冷却システム２では、インバータ１２は、ＳｉＣスイッチング素子を備えている。上述の通り、ＳｉＣスイッチング素子は、例えば２５０℃の温度下において作動させることができ、従来のＳｉによるスイッチング素子と比べて高温で作動させることができる。従って、冷却水循環路１０内の冷却水が比較的高温となる場合であっても、インバータ１２を作動させることができる。このため、冷却水の温度が上昇し易い、冷却水循環路１０がエンジン１４とインバータ１２の双方を直列に通過する構成の冷却システム２であっても、インバータ１２の温度をインバータ１２の作動可能範囲内に抑えることができる。

さらに、本実施例の冷却システム２では、図２のＳ１２に示すように、エンジン１４の始動時において、冷却水循環路１０内の冷却水が設定温度Ｔ１未満の場合（Ｓ８でＮＯ）には、冷却水を排気熱回収器１８に流し、排気熱によって冷却水を加温する。従って、冷却水の温度が設定温度Ｔ１未満の場合、冷却水循環路１０内の冷却水の温度を上昇させることができる。そのため、始動後のエンジン１４が、冷却水によって必要以上に冷却されてしまうことがなくなり、エンジン１４の燃費も良好となる。一方、冷却水の温度が設定温度Ｔ１以上の場合（Ｓ８でＹＥＳ）、上記のように、冷却水を排気熱回収器１８に流さずに、冷却水の単位時間当りの流量を「大」とすることによって、冷却水循環路１０内の冷却水の温度の急激な上昇を抑制することができる。エンジン１４及びインバータ１２を適度に冷却し得る冷却水の温度を確保することができる。

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上の配置は任意とすることができる。
（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Ｓｉスイッチング素子としてもよい。
（３）上記の実施例では、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として、サーモスタット２４を使用した。冷却水循環路１０とラジエータ経路３０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切り替え手段は、サーモスタット２４に限られず、例えば、冷却水循環路１０上に配置された温度センサと、その温度センサで検出された温度に基づいて制御される制御弁としてもよい。
（４）上記の実施例では、エンジンが動作中であり、冷却水の温度が８５℃未満のときに、単位時間当りの冷却水の流量を「大」とし、冷却水の温度が８５℃以上のときに単位時間当りの冷却水の流量を「小」とした。このため、例えば、エンジンが動作中であっても、冷却水の水温が８５℃未満に低下したときには、単位時間当りの冷却水の流量が「大」となる。しかしながら、本明細書に記載の技術はこのような構成に限られず、エンジンが運転を開始するときにのみ、単位時間当りの冷却水の流量を「大」又は「小」に切り替えるようにしてもよい。
（５）上記の実施例では、図３のＳ１０では、ＥＣＵ３４は、サーモスタット２４が作動しているのか否かを判断し、その結果に応じて、冷却水の単位時間当りの流量を「大」又は「小」に制御している。これに代えて、ＥＣＵ３４は、冷却水循環路１０上に温度センサを配置し、その温度センサで検知される冷却水の温度が設定温度（例えば、サーモスタット２４の作動温度（上記実施例では８５℃））以上か否かを判断し、その結果に応じて、冷却水の単位時間当りの流量を「大」又は「小」に制御するようにしてもよい。その場合、冷却水循環路１０内の冷却水の温度を検知する温度センサは、サーモスタット２４に搭載されている温度センサで兼用してもよいし、冷却水循環路１０中の任意の位置（例えばインバータ１２を通過する直前の位置）に別途配置した温度センサとしてもよい。

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。

２：冷却システム
１０：冷却水循環路
１２：インバータ
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：ポンプ
３０：ラジエータ経路
３２：ラジエータ
３４：ＥＣＵ

Claims (3)

1. ハイブリッド自動車用冷却システムであって、
   エンジン及びモータに電力を供給するインバータを直列に通過し、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ポンプと、
   前記冷却水循環路に接続されるラジエータ経路と、
   前記ラジエータ経路上に配置され、前記ラジエータ経路を流れる冷却水を冷却するラジエータと、
   前記冷却水循環路内を循環する冷却水の温度が所定の温度未満の場合は、前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させない状態とし、前記冷却水循環路内を循環する冷却水の温度が前記所定の温度以上の場合は、前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させる状態とする切り替え手段と、を有し、
   前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とが連通された状態では、前記冷却水循環路を流れる冷却水の少なくとも一部が前記ラジエータ経路を通って前記冷却水循環路に戻されるようになっており、
   前記ポンプは、
   前記冷却水循環路内を循環する冷却水の単位時間当たりの流量を制御可能であって、
   前記エンジンの運転時又は運転開始時に前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させない状態としているときは、前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させる状態としているときと比較して、前記冷却水循環路を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を多くする、
   ハイブリッド自動車用冷却システム。
2. 前記ポンプは、前記エンジンの運転時又は運転開始時に前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させない状態であるときは、前記切り替え手段が前記ラジエータ経路と前記冷却水循環路とを連通させる状態に切り替えるまで、前記冷却水循環路を流れる冷却水の単位時間当たりの流量を多くする、請求項１に記載のハイブリット自動車用冷却システム。
3. 前記インバータは、ＳｉＣスイッチング素子を備えている請求項１又は２記載のハイブリッド自動車用冷却システム。

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