JP2014004969A

JP2014004969A - ハイブリッド車両の冷却媒体循環装置

Info

Publication number: JP2014004969A
Application number: JP2012143569A
Authority: JP
Inventors: Takuro Ida; 拓良井田; Masaharu Fujiwara; 正治藤原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-16

Abstract

【課題】エンジン及びモータを良好に冷却しつつ、エンジンの暖機時間の短縮を図ることができるハイブリッド車両の冷却媒体循環装置を提供する。
【解決手段】循環通路１１が、エンジン５１と走行用モータ５２とをラジエータ１２を介して接続する第１の循環通路１３と、エンジン５１と走行用モータ５２とを熱交換部を介することなく接続する第２の循環通路１４と、を含む構成とし、エンジン５１の下流側に設けられた切替弁２０を制御手段２１によって制御し、エンジン５１と第１の循環通路１３との接続状態を適宜切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の冷却媒体循環装置に関する。

近年、モータの駆動力とエンジンの駆動力とを組み合わせて車両を走行させるハイブリッド車両が開発され、実用化が進んでいる。さらにモータに給電を行うバッテリを外部の商用電源で充電可能なプラグインハイブリッド車両の開発、実用化も進んできている。

このようなハイブリッド車両には、エンジンやモータを冷却する冷却媒体を循環させる循環経路を備える冷却媒体循環装置が搭載されている。循環経路には、ラジエータ等の熱交換部が配され、エンジン等の冷却に用いられた冷却媒体はこの熱交換部で冷却され、再びエンジン等に供給される。

このような冷却媒体循環装置は、一般的に、エンジンを冷却するための循環経路と、モータを冷却するための循環経路とを、それぞれ独立して備えているが、例えば、エンジン用の循環経路（エンジン系冷却通路）と、モータ用の循環経路（モータ系冷却通路）と、を連絡するようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３０６１７号公報

上述したエンジン用の循環経路とモータ用の循環経路とを独立して備える従来の冷却媒体循環装置では、ラジエータで放熱された冷却媒体（冷却水）を各循環経路に常に循環させているため、冷態始動時には、エンジンの暖機に時間がかかってしまっていた。

これに対し、特許文献１に記載の装置では、エンジンの暖機中である場合、エンジン用の循環経路をモータ用の循環経路とは独立させ、ラジエータを通過しないエンジン用の循環経路内で冷却水を循環させることで、エンジンの昇温を促進している。しかしながら、エンジンの昇温速度は十分とは言えず、さらなる暖機時間の短縮が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エンジン及びモータを良好に冷却しつつ、エンジンの暖機時間の短縮を図ることができるハイブリッド車両の冷却媒体循環装置を提供することを目的とする。より詳細には、モータの発熱を利用してエンジンの昇温を促進することで、エンジンの暖機時間の短縮を図ることができるハイブリッド車両の冷却媒体循環装置を提供することを目的とする。

なお特許文献１に記載の装置では、エンジン用の循環経路とモータ用の循環経路とが連絡されているが、エンジンの暖機中は、エンジン用の循環経路をモータ用の循環経路とは独立させている。したがって、特許文献１に記載の装置では、モータの発熱をエンジンの暖機に利用することはできない。つまり本願発明は、引用文献１に係る発明とは全く相違する技術思想に基づいてなされたものである。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、エンジン及び走行用モータを備えるハイブリッド車両の冷却媒体循環装置であって、前記エンジン及び前記走行用モータを冷却する冷却媒体が循環される循環通路と、前記冷却媒体を冷却する熱交換部と、を備え、前記循環通路が、前記エンジンと前記走行用モータとを前記熱交換部を介して接続する第１の循環通路と、前記エンジンと前記走行用モータとを前記熱交換部を介することなく接続する第２の循環通路と、を含み、且つ前記エンジンの下流側に設けられて当該エンジンと前記第１の循環通路との接続状態を切り替える切替弁と、該切替弁の切り替え動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、前記制御手段が、前記エンジンの温度に応じて前記切替弁を制御することを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置にある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、前記切替弁が、前記エンジンと前記第１の循環通路又は前記第２の循環通路との接続状態を切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置にある。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか一つの態様のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、前記制御手段が、サーモスタットであることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置にある。

かかる本発明では、制御手段が切替弁を適宜切り替えることで、エンジンの暖機運転時には、熱交換部で冷却された冷却媒体がエンジンに供給されることなく、モータによって暖められた冷却媒体がエンジンに供給される。これによりエンジンの暖機が促進され、エンジンの暖機時間の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る冷却媒体循環装置を示す概略図である。エンジン暖機中における冷却媒体の流れを示す図である。エンジン暖機後における冷却媒体の流れを示す図である。本発明に係る冷却媒体循環装置の他の構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る冷却媒体循環装置１０は、エンジン（内燃機関）５１と走行用モータ５２とを備えるハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）５０に搭載される。

冷却媒体循環装置１０は、例えば、冷却水等の冷却媒体を循環させる循環通路１１を備える。循環通路１１は、エンジン５１及び走行用モータ５２に接続されると共に、冷却媒体を冷却する熱交換部であるラジエータ１２が接続されている。このような構成では、エンジン５１及び走行用モータ５２を冷却した冷却媒体が、所定のタイミングでラジエータ１２に供給され、このラジエータ１２で放熱した冷却媒体を再びエンジン５１や走行用モータ５２に供給することで、これらエンジン５１や走行用モータ５２の過度の温度上昇を抑制する。本実施形態では、エンジン５１がウォーターポンプ５３を備えており、このウォーターポンプ５３によって冷却媒体を循環させている。なおウォーターポンプ５３の構成は特に限定されず、電動式又は機械式の何れであってもよい。またウォーターポンプ５３は、例えば、エンジン５１を制御するためのエンジン制御装置（ＥＣＵ）６０が接続され、ウォーターポンプ５３の動作は、このＥＣＵ６０によって適宜制御されている。

このようなエンジン５１と走行用モータ５２とは、循環通路１１によって直列に配されている。ただし、エンジン５１の出口側と走行用モータ５２の入口側とは、第１の循環通路１３及び第２の循環通路１４の二つの通路で接続されている。そして、一方の通路、本実施形態では、第１の循環通路１３にラジエータ１２が配されている。すなわち循環通路１１は、エンジン５１と走行用モータ５２とをラジエータ１２を介して接続する第１の循環通路１３と、エンジン５１と走行用モータ５２とをラジエータ１２を介することなく接続する第２の循環通路１４と、を含んでいる。また走行用モータ５２の出口側とエンジン５１の入口側とは第３の循環通路１５によって接続されている。

なお第３の循環通路１５の途中には、第４の循環通路１６の一端側が接続されており、この第４の循環通路１６には車室内に温風を送り出すためのキャビン用ヒータ１７が配されている。なお、第４の循環通路１６の他端側は、エンジン５１（ウォーターポンプ５３の下流側）に接続されている。またラジエータ１２には、コンデンスタンク１８が接続通路１９を介して接続されている。

エンジン５１の出口側（下流側）には、エンジン５１と第１の循環通路１３又は第２の循環通路１４との接続を切り替える切替弁２０が設けられている。この切替弁２０は、例えば、本実施形態では、三方弁で構成され、その切り替え動作は制御手段２１によって制御される。制御手段２１は、例えば、サーモスタットで構成され、エンジン５１の温度（エンジン５１を通過した冷却媒体の温度）に基づいて切替弁２０の切り替え動作を制御する。

例えば、エンジン５１の冷態始動時等、エンジン５１の温度が所定温度よりも低い状態では、図２に示すように、切替弁２０を介してエンジン５１と第２の循環通路１４とが接続される。すなわち、エンジン５１と走行用モータ５２とがラジエータ１２を介することなく直接接続される。このため、エンジン５１から流出した冷却媒体は、ラジエータ１２で放熱されることなく走行用モータ５２に供給される。走行用モータ５２で暖められた冷却媒体がエンジン５１に再び供給されることで、エンジン５１が効率的に暖められる。

エンジン５１の温度が所定温度以上になると、図３に示すように、切替弁２０が切り替えられて、エンジン５１と第１の循環通路１３とが接続される。これにより、エンジン５１や走行用モータ５２から流出した冷却媒体はラジエータ１２によって放熱された後、走行用モータ５２やエンジン５１に再び供給される。したがって、走行用モータ５２及びエンジン５１を冷却媒体によって冷却して過度の温度上昇が抑制される。

このように、本発明に係る冷却媒体循環装置１０によれば、エンジン５１の冷態始動時等、エンジン５１の温度が低い状態では、走行用モータ５２の熱を利用してエンジン５１を効果的に暖めることができ、且つエンジン５１の温度が所定温度以上の場合には、エンジン５１及び走行用モータ５２を確実に冷却することができる。

さらに本発明によれば、エンジン５１と走行用モータ５２のそれぞれを、一つのラジエータ１２及び一つのウォーターポンプ５３で冷却できる装置を、比較的安価に実現することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、エンジンの温度を検出する温度センサ等の温度検出手段を設け、ＥＣＵ６０が、この温度検出手段の検出結果に基づいて切替弁を電気的に制御する制御手段を備えるようにしてもよい。

また例えば、上述の実施形態では、第１の循環通路と第２の循環通路との分岐部分に三方弁で構成される切替弁を備えた構成を例示したが、切替弁は、エンジンと第１の循環通路又は第２の循環通路との接続を切り替えるものであればよい。具体的には、例えば、図４に示すように、第１の循環通路１３に通路の開閉を行う開閉弁２２を設け、上述の実施形態と同様に、エンジン５１の温度に応じてこの開閉弁２２を開閉するようにしてもよい。

１０冷却媒体循環装置
１１循環通路
１２ラジエータ
１３第１の循環通路
１４第２の循環通路
１５第３の循環通路
１６第４の循環通路
１７キャビン用ヒータ
１８コンデンスタンク
１９接続通路
２０切替弁
２１制御手段
５０ハイブリッド車両
５１エンジン
５２走行用モータ
５３ウォーターポンプ
６０ＥＣＵ

Claims

エンジン及び走行用モータを備えるハイブリッド車両の冷却媒体循環装置であって、
前記エンジン及び前記走行用モータを冷却する冷却媒体が循環される循環通路と、
前記冷却媒体を冷却する熱交換部と、を備え、
前記循環通路が、
前記エンジンと前記走行用モータとを前記熱交換部を介して接続する第１の循環通路と、
前記エンジンと前記走行用モータとを前記熱交換部を介することなく接続する第２の循環通路と、を含み、
且つ前記エンジンの下流側に設けられて当該エンジンと前記第１の循環通路との接続状態を切り替える切替弁と、
該切替弁の切り替え動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、
前記制御手段が、前記エンジンの温度に応じて前記切替弁を制御することを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置。
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、
前記切替弁が、前記エンジンと前記第１の循環通路又は前記第２の循環通路との接続状態を切り替えることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置。
請求項１〜３の何れか一項に記載のハイブリッド車両の冷却媒体循環装置において、
前記制御手段が、サーモスタットであることを特徴とするハイブリッド車両の冷却媒体循環装置。