JP2020504692A - 冷却液移送回路を備えるハイブリッド車両用冷却システムの駆動方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの熱機関（１２）と１つの電動機（１４）とを備える、ハイブリッド車両用の冷却システム（１０）の駆動方法であって、電動モードにおける冷却システム（１０）の駆動方法が、高温冷却回路（１００）内にある冷却液の温度が低温冷却回路（２００）の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いか高いかを判定することからなるステップ「Ｅ１」と、高温冷却回路（１００）内の冷却液の温度が低温冷却回路（２００）の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いときに高温冷却回路（１００）と低温冷却回路（２００）とを連結する移送回路（３００）の調節手段（３０２、３０６）を開位置に操作することからなるステップ「Ｅ２」とを少なくとも備える方法に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、冷却液移送回路を備える、ハイブリッド車両用の冷却システムの駆動方法に関する。

本発明は、より詳細には、少なくとも１つの熱機関と１つの電動機とを備える、ハイブリッド車両用の冷却システムの駆動方法であって、その冷却システムが、
− 熱機関を冷却するための高温冷却回路、ならびに電動機および関連する高電圧バッテリを冷却するための低温冷却回路と、
− 高温冷却回路と低温冷却回路とを連結する冷却液移送回路であって、移送回路内の冷却液の循環を制御するための調節手段を備える冷却液移送回路と
を少なくとも備える方法に関する。

技術の現状からは、英語の「Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（プラグイン・ハイブリッド車両）」の頭字語から「ＰＨＥＶ」とも呼ばれるハイブリッド車両に装備されるこうした冷却システムが知られている。

一般に、１つのハイブリッド車両について異なる動作モード、すなわち、
− 英語の「Ｚｅｒｏ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ（排出ゼロ車両）」の頭字語である「ＺＥＶ」ともしばしば呼ばれる電動モードであって、熱機関が関与することなしに電動機によって車両が推進され、かつ／または牽引されるモードと、
− 電動機の関与なしに熱機関だけで車両が牽引され、かつ／または推進される熱機関モードと、
− 車両が同時に熱機関と電動機によって牽引され、かつ／または推進されるハイブリッドモードと
が区別されている。

ハイブリッド車両の発進は、一般に電動モードで行われる。しかし、大気条件により、温度が低いとき、典型的には−２０℃未満であるときには、しばしば電動モードでの発進を行えない場合がある。

実際、そのような場合、電動機に関連する高電圧バッテリは、気温が最低使用温度（Ｔｕ−ｍｉｎ）よりも低い場合には動作不能となる。

使用時、電動機に関連する高電圧バッテリは、最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも高い温度となることもあってはならない。冷却システムが低温冷却回路を備える理由の１つがそこにある。

限定的ではないこととして、高電圧バッテリの最低使用温度（Ｔｕ−ｍｉｎ）から最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）までの値は、たとえば０℃から３４℃の間である。

しかし、最低使用温度（Ｔｕ−ｍｉｎ）から最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）までの値域は、バッテリのタイプによって、特にその技術によって、とりわけ使用電解質によって様々であり得る。

そのため、高電圧バッテリの最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）は、冷却システムの駆動、とりわけ低温冷却回路の駆動において考慮に入れるべき第１の温度閾値をなす。

ハイブリッド車両が電動モード（ＺＥＶ）で走行するとき、従来技術による冷却システムの低温冷却回路は、電動機や関連する高電圧バッテリなどの電気機器の冷却に使用される唯一の冷却回路である。

そのため電動機の利用要求が多い場合は、低温冷却回路内の冷却液の温度は急速に上昇し、限界動作温度（ＴＦｍａｘ）に近づくか、または達するところまで至る。

限定的ではないこととして、限界動作温度（ＴＦｍａｘ）の値はたとえば６０℃である。

限界動作温度（ＴＦｍａｘ）は、特に電動機によって、より一般的には電子部品のようなパワーデバイスによって決定づけられる。

そのため、限界動作温度（ＴＦｍａｘ）は、冷却システムの低温冷却回路の駆動において考慮に入れるべき第２の温度閾値をなす。

高電圧バッテリの温度を推定するに当たり、そしてより一般的には電動モード（ＺＥＶ）の利用条件が満たされているか判断するに当たり、低温冷却回路内の冷却液の温度を代表的なものと考えてその冷却液の温度を測定する。

本明細書のこれ以降においては、「冷却液」という用語は、冷却を行う場合だけでなく、熱量を付与して加熱を行う場合にも区別なく利用できる伝熱流体を指すものとして、広く解釈されなければならない。

以下では、高温冷却回路という用語は、相対的に低温冷却回路と見なされる別の冷却回路内を循環する伝熱流体の温度よりも高い温度の伝熱流体を有する冷却回路をいう。

ハイブリッド車両の発進に続いて電動モードでの走行が行われる場合、低温冷却回路によって得られる冷却の最適化が求められる。

電動モードでは、動作中に低温冷却回路によって調節される冷却液の温度は、電動機に関連するパワーエレクトロニクスの効率にも、電子部品およびバッテリの信頼性および寿命にも影響を及ぼす。

そのため、ハイブリッド車両が電動モードにあるときに低温冷却回路によって得られる冷却の改善を可能にする解決法が求められる。

そこで得られる冷却を改善するための解決法の１つは、冷却液の温度上昇を制限するために低温冷却回路に備えられている冷却ラジエータを大型化するというものであろう。

しかし、ハイブリッド車両の前部に低温冷却回路の冷却ラジエータを設置するために利用できるスペースは、とりわけレイアウト上の制約からして限られていることが多い。

実際、ハイブリッド車両の場合、熱機関のほかにも、電動機、パワーデバイス、および高電圧バッテリの存在があるために、レイアウト上の制約は一段と大きなものとなる。

そのため、そうした解決法は、容量の面からもコスト面からも満足できるものではない。

本発明の目的は特に、電動モードのときに電動機に関連する低温冷却回路によって得られる、高電圧バッテリの冷却を改善することのできるハイブリッド車両用の冷却システムの駆動方法を提案することにある。

その目的のため、本発明は、前述のタイプのハイブリッド車両用の冷却システムの駆動方法であって、電動モードにおける冷却システムの駆動方法が、
− 高温冷却回路内にある冷却液の温度が低温冷却回路の限界動作温度よりも低いか高いかを判定することからなるステップ「Ｅ１」と、
− そのステップの結果に応じて移送回路の調節手段を選択的に操作することからなるステップ「Ｅ２」と
を少なくとも備えることを特徴とする方法を提案する。

本発明による冷却システムの駆動方法は、電動モードで、とりわけハイブリッド車両のコールドスタート時に使用される。

有利には、移送回路を介した低温冷却回路と高温冷却回路との選択的連通により、電動モードで高電圧バッテリおよび電動機のパワーデバイスの冷却を改善することができる。

本発明により、低温冷却回路内を循環する冷却液の温度上昇が抑えられ、それによって電動モードで高電圧バッテリ、電動機、およびパワーデバイスの動作温度を下げることができる。

本発明は有利には、前記冷却液が限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低い温度を有するときには、高温冷却回路内に当初ある冷却液の熱慣性を活用する。

移送回路は、電動モードにおいて、ハイブリッド車両の冷却システム内にある冷却液全体を、すなわち、低温冷却回路内にあるものも高温冷却回路内にあるものも、選択的に利用することを可能にする。

有利には、電動モードにおける冷却は、サーモスタットのような調節手段を選択的に操作して高温冷却回路の冷却ラジエータを利用することで一段と改善される。

本発明による駆動方法は、電動モードにおける冷却を改善することで、冷却液の温度上昇を制限することもできる。

この駆動方法は、電動モードにおける冷却を改善することで、これまで低温冷却回路だけで得られていた動作温度よりも低い動作温度を維持することを可能にする。

冷却の改善によってもたらされる４０℃前後などの動作温度への動作温度の低下は、パワーエレクトロニクスと電動機の効率、ならびに電子部品とバッテリの信頼性および寿命に有利な改善をもたらす。

本発明の教示によれば、熱量の移送は、移送回路を通して循環される冷却液を介して低温冷却回路から高温冷却回路に向かって行われる。

さらに、本発明は、電動モードにおける動作にとどまらない利点ももたらす。

実際、電動モードにおける冷却時に行われる熱量の移送は、高温冷却回路内にある冷却液の温度を上昇させるという結果をもたらす。

高温冷却回路内にある冷却液の温度は、たとえば始動の場合であれば、周囲温度に相当する初期値からそれより高い最終的な温度まで、たとえば２０℃から４０℃〜６０℃の温度へと上昇する。

有利には、次いで動作モードが電動モードからそれ以外の熱機関またはハイブリッドである動作モードのいずれかに移行するとき、そうして温められていた冷却液の温度によって、熱機関にとって最適な動作温度に到達するために必要な時間を短縮することができる。

したがって、本発明により、熱機関の温度上昇段階（「暖機」とも呼ばれる）が短縮されることにもなり、それによって汚染の低減に、とりわけ間接型の燃料噴射装置を装備したガソリンエンジンのような熱機関の始動時に排出される汚染粒子の排出量の減少に資することになる。

本発明のそれ以外の特徴によれば：
− 高温冷却回路内の冷却液の温度が低温冷却回路の限界動作温度と少なくとも同じ（またはそれよりも高い）場合は、駆動方法は、移送回路の調節手段を閉位置に操作または維持することからなるステップ「Ｅ２０」を備える。
− 駆動方法は、低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリの最高使用温度よりも低いかどうかを判定することからなるステップ「Ｅ３」を備える。
− 低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリの最高使用温度よりも高い場合には、駆動方法は、少なくとも調節弁の閉鎖を操作して、高電圧バッテリを備える低温冷却回路の管路内の冷却液の循環を遮断することからなるステップ「Ｅ４」を備える。
− 低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリの最高使用温度よりも低いときは、前記検証ステップ「Ｅ３」が繰り返される。
− 駆動方法のステップ「Ｅ４」は、少なくとも１つの冷却器を備える低温冷却回路の管路内を冷却液が循環するように電動ポンプを操作することからなる。
− 駆動方法は、低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が限界動作温度よりも低いかどうかを判定することからなるステップ「Ｅ５」を備える。
− 低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が、限界動作温度から所定の値を引いたものに等しい指定温度よりも高い場合には、駆動方法は、少なくとも電動ファンを動作させることからなるステップ「Ｅ６」を備える。
− ステップ「Ｅ６」は、高温冷却回路の冷却ラジエータを介して冷却液を冷却するようにサーモスタットを駆動することからなる。
− 低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が指定温度よりも低い場合は、前記検証ステップ「Ｅ５」が繰り返される。
− 高温冷却回路内の冷却液の温度が、限界動作温度から所定の値（たとえば５℃）を引いたものに等しい指定温度と少なくとも同じであるときは、方法は、低温冷却回路内の冷却液の温度に応じて冷却システムを駆動することからなるステップ「Ｅ２１」を備え、低温冷却回路内の冷却液の温度が限界動作温度よりも低い温度である限りは移送回路の調節手段は開位置に保たれる。

本発明のその他の特徴および利点は、理解のために添付の図面を参照するようにした以下の詳細な説明を読む過程で明らかとなろう。

実施例によるハイブリッド車両用の冷却システムの概略図であって、高温冷却回路と低温冷却回路とをそれぞれ連結する移送回路を通した冷却液の循環を選択的に制御するための調節手段を備える移送回路を示した図である。 図１による冷却システムを操作するための駆動方法の各ステップを表した論理図であって、本発明の実施例による冷却システムの駆動戦略を示した図である。 図２の戦略による冷却システムの動作を表す各種曲線を示したグラフであって、縦座標に、高温および低温冷却回路内の冷却液の温度と、熱機関および電動機の負荷「Ｃ」（百分率％で表したもの）とが示されており、対応するそれぞれの曲線を横座標に取った時間（秒で表したもの）との関係で表したグラフである。 図１による冷却システムを操作するための駆動方法の各ステップを表した論理図であって、図２による冷却システムの駆動戦略の変形実施形態を示した図である。

図１に、ハイブリッド車両（図示せず）のための冷却システム１０の実施例を示した。

このようなハイブリッド車両は、英語の「Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（プラグイン・ハイブリッド車両）」の頭字語から「ＰＨＥＶ」とも呼ばれ、熱機関１２を備える一方で電動機１４も備えることをその特徴とする。

ハイブリッド車両は、
− 英語の「Ｚｅｒｏ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ（排出ゼロ車両）」の頭字語である「ＺＥＶ」ともしばしば呼ばれる電動モードであって、熱機関が関与することなしに車両が電動機によって推進かつ／または牽引されるモードと、
− 電動機の関与なしに熱機関だけで車両が牽引かつ／または推進される熱動力モードと、
− 車両が同時に熱機関と電動機によって牽引され、かつ／または推進されるハイブリッドモードと
の各動作モードで使用することができる。

電動機１４は、車両の牽引段階で電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、制動（「回生」ともいう）段階では逆に機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。

電動機１４にはその動作のために様々なデバイスが関連するが、そこには少なくとも１つのコンバータ・インバータ（ｃｏｎｖｅｒｔｉｓｓｅｕｒ ｏｎｄｕｌｅｕｒ）１６が含まれる。

コンバータ１６は、牽引時または回生時に原動機１４を操作するため、アクセルペダルおよびブレーキペダルを含め、複数のセンサから動作パラメータを受け取る電動機１４の出力計算機である。

バッテリ１８もそうしたデバイスの１つであり、前記バッテリ１８は運動エネルギーまたは位置エネルギーである回収エネルギーを電気の形で貯蔵する。バッテリ１８は、他のバッテリ、特に熱機関１２の始動のために使用するバッテリと比べると、いわゆる「高電圧」バッテリである。

しかし、バッテリ１８は、電動機１４に電気エネルギーを供給可能とするためには最低でも使用温度（Ｔｕ）になければならない。

限定的ではないこととして、バッテリ１８の使用温度（Ｔｕ）は、たとえば１０℃である。ハイブリッド車両を電動モードで使用するための条件の１つは、バッテリが前記使用温度（Ｔｕ）以上の温度であることである。

そうでない場合、始動の場合について最初に説明したとおり、ハイブリッド車両は、少なくともバッテリ１８が前記使用温度（Ｔｕ）以上にまで到達して電動モードの利用が可能になるまで、熱動力モードで使用されなければならない。

図１には詳細には示していないが、電動機１４に関連するその他のデバイスは、一般にＤＣ／ＤＣコンバータや充電器、さらにはオルタネータ兼用スタータを少なくとも備える。

ＤＣ／ＤＣコンバータは、高電圧バッテリ１８を使って１２Ｖバッテリを充電し、車両の稼働時にスイッチをオンにすることによって電気消費に対する給電を行うことができる一方、充電器は配電網から供給されるエネルギーを適合させて高電圧バッテリ１８の充電を行うことができる。

冷却システム１０は、高温冷却回路と呼ばれる少なくとも１つの冷却回路１００を備える。

高温冷却回路１００は、少なくともハイブリッド車両の熱機関１２を冷却するために使用される。

好ましくは、ハイブリッド車両は、少なくとも１つの低圧型の排気再循環式汚染防止装置（図示せず）を装備する。

低圧型の排気再循環式汚染防止装置は、高温冷却回路１００と熱移送を行う関係にある。

高温冷却回路１００は、原動機１２に対して分岐する形で取り付けられた少なくとも１つの冷却管路１０２を備え、その管路には少なくとも１つの熱交換器１０４が設けられる。

熱交換器１０４は、低圧型の排気再循環式汚染防止装置により使われた排気を冷却するためのものである。

高温冷却回路１００は、前記回路１００を通して冷却液を循環させるために原動機１２の上流側に設けられた少なくとも１つのポンプ１０６を備える。

高温冷却回路１００は、熱機関１２の出力側およびポンプ１０６の入力側に連結された少なくとも１つの第１の冷却ループ１０８を備える。

高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８は、ハイブリッド車両の暖房のための少なくとも１つのユニットヒータ１１０を備える。

高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８は、第１のループ１０８に対して分岐する形で少なくとも１つの熱交換器１１４を備える少なくとも１つの冷却管路１１２を備える。

熱交換器１１４は、別の高圧型の排気再循環式汚染防止装置（図示せず）の排気を冷却するためのものである。

高温冷却回路１００の第１のループ１０８は、少なくとも１つの追加のポンプ１１６を備える。

ポンプ１１６は、ユニットヒータ１１０の下流側、かつ高圧型の排気再循環式汚染防止装置に関連する冷却管路１１２の上流側に設けられる。

好ましくは、高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８は、熱機関１２内で使用されたオイルの冷却のための水−オイル型熱交換器１１８を備える。

高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８内の冷却液の循環は、図１に示した矢印に沿って起こる。すなわち反時計回りの循環となる。

高温冷却回路１００は、熱機関１２の出力側およびポンプ１０６の入力側に連結された少なくとも１つの第２の冷却ループ１２０を備える。

高温冷却回路１００の第２の冷却ループ１２０は、少なくとも１つの冷却ラジエータ１２２を備える。

ラジエータ１２２は、高温冷却回路１００の冷却液を冷却するためのものである。

高温冷却回路１００の第２の冷却ループ１２０は、冷却ラジエータ１２２の下流側に設けられたサーモスタット１２４を備える。

高温冷却回路１００の第２の冷却ループ１２０は、冷却ラジエータ１２２に対して分岐する形で取り付けられたバイパス管路と呼ばれる少なくとも１つの管路１２６を備える。

管路１２６は、冷却液の脱気機能を果たすための膨張タンク１２８を備える。

高温冷却回路１００の第２の冷却ループ１２０内の冷却液の循環は、図１に示した矢印に沿って起こる。すなわち時計回りの循環となる。

冷却システム１０は、ハイブリッド車両に装備された少なくとも電動機１４を冷却する低温冷却回路と呼ばれる冷却回路２００を備える。

熱機関１２に関連する高温冷却回路１００内では、動作中、その冷却液はたとえば約９０℃という温度に達するが、それは、電動機１４の動作に関連する一部デバイス、たとえば６０℃未満という低めの温度に保たれなければならないデバイスの冷却にその同じ冷却液を使用するには高すぎる温度である。

ハイブリッド車両の冷却システム１０が熱機関１２のための高温冷却回路１００と、電動機１４のための低温冷却回路２００とを備えているのはそのためである。

低温冷却回路２００は、電動モードでの車両の動作を果たすために電動機１４に関連する前述のその他のデバイスの冷却にも使用される。

電動機１４には一般に、少なくとも１つのコンバータ・インバータ１６、充電器、ＤＣ／ＤＣコンバータ、さらにはオルタネータ兼用スタータが関連している。

低温冷却回路２００は、少なくとも１つの第１の冷却ループ２０２を備える。

第１の冷却ループ２０２は、第１のループ２０２内の冷却液の循環を調節するために、たとえば三方型の弁など、少なくとも１つの調節弁２０４を備える。

第１の冷却ループ２０２は、電動ポンプ２０８および冷却器２１０を備える少なくとも１つの第１の管路２０６を備える。

第１の冷却ループ２０２は、第１の管路２０６と並行した少なくとも１つの第２の管路２１２であって、電動機１４と関連する高電圧バッテリ１８を備える第２の管路を備える。

調節弁２０４は、低温冷却回路２００の第１の冷却ループ２０２をそれぞれ形成する第１の管路２０６および第２の管路２１２内における冷却液の循環を調節するためのものである。

低温冷却回路２００の第１の冷却ループ２０２における冷却液の循環は、図１に示した矢印に沿って起こる。すなわち反時計回りの循環となる。

低温冷却回路２００は、少なくとも１つの第２の冷却ループ２１４を備える。

第２の冷却ループ２１４は、低温冷却回路２００内を循環する冷却液を冷却するための少なくとも１つのラジエータ２１８が設けられた少なくとも１つの管路２１６を備える。

第２の冷却ループ２１４は、管路２１６の冷却ラジエータ２１８の下流側に設けられた電動ポンプ２１５を備える。

低温冷却回路２００の第２の冷却ループ２１４は、ラジエータ２１８を通る管路２１６内の冷却液の循環を制御するためにラジエータ２１８の上流側に設けられた少なくとも１つのサーモスタット２１９を備える。

第２の冷却ループ２１４内の冷却液の循環は、図１に示した矢印に沿って起こる。すなわち時計回りの循環となる。

低温冷却回路２００の第２の冷却ループ２１４は、脱気機能を果たすための少なくとも１つの膨張タンク２２０を備える。

膨張タンク２２０は、低温冷却回路２００内の冷却液を冷却するための冷却ラジエータ２１８の下流側などに設けられる。

低温冷却回路２００は、少なくとも１つの第３の冷却ループ２２２を備える。

低温冷却回路２００の第３の冷却ループ２２２は、少なくとも１つの過給空気冷却器２２６を備える少なくとも１つの第１の管路２２４を備える。

好ましくは、過給空気冷却器２２６は、英語の「Ｗａｔｅｒ−ｃｏｏｌｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ａｉｒ Ｃｏｏｌｅｒ（水冷式チャージエアクーラ）」の頭字語から「ＷＣＡＣ」とも呼ばれるもののような、空気−水タイプのものである。

低温冷却回路２００の第３の冷却ループ２２２は、電動ポンプ２２８を備える。電動ポンプ２２８は、過給空気冷却器２２６の上流側に設けられる。

図示しない変形形態では、低温冷却回路の第３の冷却ループ２２２は、第１の管路２２４内に設けられた過給空気冷却器２２６に対して分岐する形で取り付けられたバイパス管路と呼ばれる第２の管路を備える。

過給空気冷却器２２６に対してこのような分岐管路（または「バイパス」管路）を作ることのメリットは、低温冷却回路の冷却液を選択的に分流させる可能性にある。そのため、有利には、弁のような調節手段が用意される。

低温冷却回路内を循環する冷却液の温度が十分に高くないとき、とりわけバッテリ１８の使用温度（Ｔｕ）よりも低いとき、熱機関１２は、冷却器２２６レベルで過給空気の熱量を奪うことによって冷却液の温度上昇を加速させることが可能な動作状態にある。

第３の冷却ループ２２２内の冷却液の循環は、図１に示した矢印に沿って起こる。すなわち反時計回りの循環となる。

冷却システム１０は、高温冷却回路１００と低温冷却回路２００とを連結する冷却液移送回路３００を備える。

移送回路３００は、前記高温冷却回路と前記低温冷却回路との間で冷却液を介してそれぞれの熱量を個々のケースに応じて選択的に移送することができる。

移送回路３００は、冷却回路１００と前記冷却回路２００との間で冷却液とともに熱量を移送するように前記移送回路３００を通して前記冷却液の循環を選択的に作り出すために操作される調節手段を備える。

調節手段は、移送回路３００の第１の往路管路３０４に関連する第１の弁３０２と、移送回路３００の第２の復路管路３０８に関連する第２の弁３０６とを少なくとも備える。

調節手段３０２、３０６は少なくとも閉位置と、冷却回路１００と冷却回路２００との間の冷却液の循環が確立される開位置との間で操作される。

移送回路３００の第１の往路管路３０４は、高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８の交換器１０８の下流側に接続される。

移送回路３００の第１の往路管路３０４は、低温冷却回路２００の第１の冷却ループ２０２と第２の冷却ループ２１４との間に第２のループ２１４の上流側で接続される。

移送回路３００の第１の往路管路３０４は、電動機１４の下流側かつ低温冷却回路２００内を循環する冷却液の冷却のためのラジエータ２１８の上流側で、低温冷却回路２００の第２の冷却ループ２１４に接続される。

第１の弁３０２は、第１の往路管路３０４と低温冷却回路２００との結合部の、前記第１の往路管路３０４の入口に設けられる。

移送回路３００の第１の往路管路３０４は、図１に示すようにポンプ１０６の上流側などで、高温冷却回路１００の第１の冷却ループ１０８に接続される。

移送回路３００の第２の復路管路３０８は、下流側で高温冷却回路１００の第２の冷却ループ１２０に、下流側で低温冷却回路２００の第２の冷却ループ２１４に接続される。

移送回路３００の第２の復路管路３０８は、低温冷却回路２００の冷却液を冷却する冷却ラジエータ２１８の下流側かつ電動ポンプ２１５の上流側で、低温冷却回路２００の第２の冷却ループ２１４に接続される。

第２の弁３０６は、第２の復路管路３０８と高温冷却回路１００との結合部の、前記第２の復路管路３０８の入口に設けられる。

図１による冷却システム１０の駆動方法で用いられる各ステップを示した本発明の実施例による論理図を図２に示した。

冷却システム１０の駆動方法は、ハイブリッド車両の電動モード（ＺＥＶ）で、とりわけコールドスタート時に使用するためのものである。

好ましくは、駆動方法は、高電圧バッテリ１８の負荷や、バッテリ１８の温度が最低使用温度（Ｔｕ−ｍｉｎ）よりも間違いなく高いなど、電動モード走行に関係した動作パラメータの検証を行うことからなる初期化ステップＥ０を備える。

初期化ステップＥ０は、ハイブリッド車両の発進時に特に用いられる。

本発明によれば、電動モードにおける冷却システム１０の駆動方法は、高温冷却回路１００内にある冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いか高いかを判定することからなる第１のステップ「Ｅ１」を少なくとも備える。

実際、電動モードにおける冷却改善のための低温冷却回路２００から高温冷却回路１００への熱量の移送は、高温冷却回路１００の冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低くなければ不可能である。

限定的でない例として、低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）は６０℃前後である。

たとえば、ハイブリッド車両のコールドスタート時の場合はそれに該当するが、ハイブリッド車両の熱機関の利用が続いた直後については当てはまらないことは理解されよう。

第１のステップ「Ｅ１」で、高温冷却回路１００内の冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いと判定されるときは、駆動方法は、移送回路３００の前記調節手段３０２、３０６を開位置に操作することからなるステップ「Ｅ２」を備える。

このように、駆動方法の第２のステップは、第１のステップ「Ｅ１」の結果に応じて移送回路３００の調節手段３０２、３０６を選択的に操作することからなる。

図２に示すように、高温冷却回路１００内の冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）と少なくとも同じまたはそれよりも高い場合は、駆動方法は、別法として、移送回路３００の調節手段３０２、３０６を閉位置に操作または維持することからなるステップ「Ｅ２０」を備える。

好ましくは、移送回路３００の調節手段３０２、３０６は、デフォルトでは閉位置を占めており、その場合、高温冷却回路１００と低温冷却回路２００とは互いに連通されない。

移送回路３００の調節手段３０２、３０６により、高温冷却回路１００と低温冷却回路２００との間の連通は選択的に確立される。

移送回路３００は、ハイブリッド車両の冷却システム１０の基本動作、特に電気走行段階と熱動力走行段階の切替え時の基本動作を変更するものではない。

冷却システム１０、とりわけ調節手段３０２、３０６を備える移送回路３００は、高温冷却回路１００と低温冷却回路２００との間の熱交換を、すなわち熱量の交換を、冷却液を媒介として選択的に行うことを可能にする。

最初に説明したとおり、高電圧バッテリ１８は、前記バッテリ１８をそれ以下の温度に保たなければならない最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）を有しており、前記最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）は冷却システム１０の駆動のために使用される第１の温度閾値をなす。

低温冷却回路２００はまた、高電圧バッテリ１８を冷却して最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも低い温度に維持する役割も有している。

限定的でない例として、バッテリ１８の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）の値はたとえば３４℃である。

駆動方法は、低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリ１８の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも低いかどうかを判定することからなる検証ステップ「Ｅ３」を備える。

低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリ１８の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも高い場合には、駆動方法は、少なくとも調節弁２０４の閉鎖を操作することからなるステップ「Ｅ４」を備える。

弁２０４を閉鎖するステップ「Ｅ４」は、高電圧バッテリ１８を備える低温冷却回路２００の管路２１２内の冷却液の循環を遮断することができる。

低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリ１８の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも低いときは、有利には前記検証ステップ「Ｅ３」が繰り返される。

好ましくは、駆動方法のステップ「Ｅ４」はさらに、少なくとも冷却器２１０を備える低温冷却回路２００の第１のループ２０２の第２の管路２０６内で冷却液を循環させるように電動ポンプ２０８を操作することからもなる。

最初に説明したとおり、低温冷却回路２００は、冷却システム１０の駆動に使用される第２の温度閾値をなす限界動作温度（ＴＦｍａｘ）を有する。

限界動作温度（ＴＦｍａｘ）は特に、電動機１４に関連するパワーデバイス、とりわけ電子部品に応じて決まる。

限定的でない例として、低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）は６０℃前後である。

図２に示すとおり、駆動方法は、低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いかどうかを判定することからなるステップ「Ｅ５」を備える。

ステップ「Ｅ５」で、低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）から所定の値（β）を引いたものに等しい指定温度（ＴＣ）よりも高いと判定された場合には、駆動方法は、高温冷却回路１００の冷却ラジエータ１２２を通して冷却液を冷却するためにサーモスタット１２４を駆動することからなるステップ「Ｅ６」を備える。

前記値（β）はたとえば５℃前後であり、それによって限界動作温度（ＴＦｍａｘ）に達するのを予防する。

ちなみに、サーモスタット１２４が一般に開位置に操作されるのは、８０℃から９０℃というような、はるかに高めの冷却液温度に対してであり、それは熱動力モードでの利用に対応するものである。

ステップ「Ｅ６」はさらに、冷却システム１０の電動ファン（図１には示されず）を動作させることからもなる。

低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が指定温度（ＴＣ）よりも低い場合は、有利には前記検証ステップ「Ｅ５」が繰り返される。

本明細書において「繰り返す」とは、あるステップを所与の頻度で反復的に実施することをいう。

すでに示したように、移送回路３００の調節手段３０２、３０６は、高温冷却回路１００内の冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）と少なくとも同じか、もしくはそれよりも高い、または少なくとも同じか、もしくはそれよりも高くなったときは、ステップ「Ｅ２０」で閉ざされるか、または閉じた位置に保たれる。

その場合、図２に示すように、電動モードでの冷却を駆動するためにステップ「Ｅ３」から「Ｅ６」も実施され、その際、前記冷却は低温冷却回路２００だけによって果たされる。

好ましくは、調節弁２０４はデフォルトでは開位置にあって、高電圧バッテリ１８を備える低温冷却回路２００の管路２１２内を冷却液が循環できるようにする。

そして、ステップ「Ｅ３」で、低温冷却回路２００内を循環する冷却液の温度が高電圧バッテリ１８の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも高いと判定される場合には、調節弁２０４は閉位置に操作される。

低温冷却回路２００の冷却ラジエータ２１８と高温冷却回路の冷却ラジエータ１２２にそれぞれ関連する冷却システム１０の電動ファンは、デフォルトで停止状態にある。

移送回路３００の調節手段３０２、３０６が開いていた前述のケースとは異なり、ステップ「Ｅ６」は、ここでは、低温冷却回路２００が備える冷却ラジエータ２１８を用いて得られる冷却液の冷却を増強するために、電動ファンを動作させることだけによってなる。

図２に示した実施例では、高温冷却回路１００内の冷却液の温度が、限界動作温度（ＴＦｍａｘ）から所定の値（β）を引いたものに等しい指定温度（ＴＣ）と少なくとも同じになった時点で、移送回路３００の調節手段３０２、３０６は閉位置を占める。

以下では、比較対象として、その移送回路３００の閉鎖を行わないという、図４に示した変形実施形態について説明する。

この変形形態によれば、高温冷却回路１００内の冷却液の温度が限界動作温度（ＴＦｍａｘ）に近い前記指定温度（ＴＣ）と少なくとも同じであるとき、移送回路３００の調節手段３０２、３０６は開位置に保持される。

駆動方法は、低温冷却回路２００内の冷却液の温度に応じて冷却システム１０を駆動することからなるステップ「Ｅ２１」を備える。

その場合、冷却液の冷却は冷却システム１０全体によって、すなわち、高温冷却回路１００と低温冷却回路２００とが協働することによって引き続き果たされる。

有利には、その場合、ラジエータ１２２が冷却ラジエータ２１８および電動ファンと同様に利用される。

この変形形態では、移送回路３００の調節手段３０２、３０６は、低温冷却回路２００内の冷却液の温度が限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低い限り、開位置に保たれる。

図３には、横座標に取った時間ｔ（秒）に対応させたカーブをそれぞれ［１］から［５］の番号で識別した。

図３は、図１に示したような冷却液移送回路であって、図２または変形形態については図４を参照して説明した駆動方法の戦略に従って操作される移送回路を備える、ハイブリッド車両用の冷却システム１０の動作を示している。

曲線［１］は、低温冷却回路２００内にある冷却液の温度Ｔ（℃）の変化を時間ｔ（秒）との関係で示したものである。

より具体的には、曲線［１］は、移送回路３００を持たないシステム１０を仮定したとき、またはその移送回路３００の調節手段３０２、３０６が閉位置にある、すなわち冷却が低温冷却回路２００だけで行われるとしたときの温度の変化を示している。

そのため、曲線［１］は、現在の技術によるシステム１０を用いてこれまでに得られていたような冷却を示している。

曲線［１］はまた、ステップ「Ｅ１」で、高温冷却回路１００内にある冷却液の温度が低温冷却回路２００の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）とほぼ同じ、またはそれよりも高いと判定されるケースに該当するものでもある。

曲線［２］は、走行が電動モードで行われ、冷却は低温冷却回路２００だけで果たされているとき、すなわち現状の技術によるときの高温冷却回路１００内の冷却液の温度Ｔ（℃）を時間ｔ（秒）との関係で示している。

コールドスタートと仮定すると、高温冷却回路１００内の冷却液の温度Ｔ（℃）は周囲温度に等しく、すなわちこの例では２０℃に等しい。

曲線［２］では、熱機関１２が動作中でなく、高温冷却回路１００が低温冷却回路２００と連結されていないため、高温冷却回路１００内の冷却液の温度Ｔ（℃）は一定のままとなる。

曲線［３］は、電動モードでの電動機１４の負荷（単位％）の変化を時間ｔ（秒）との関係で示したものである。

曲線［４］は本発明を示したもので、調節手段３０２、３０６がステップ「Ｅ２」に従って開位置に操作されて高温冷却回路１０と低温冷却回路２００とが移送回路３００によって流体連通された冷却システム１０内の冷却液の温度Ｔ（℃）の変化を、時間ｔ（秒）との関係で表している。

図３に示されているように、ここではハイブリッド車両の発進時であるｔ＝０秒の瞬間には、温度曲線［１］、［２］および［４］は２０℃、すなわち前述のとおり車外の周囲温度の値にある。

曲線［５］は熱機関１２の負荷（単位％）の変化を時間ｔ（秒）との関係で示しているが、ここでは走行が電動モード（ＺＥＶ）で行われるために負荷はゼロである。

図３には、横座標の時間軸の下に時系列で継起する各動作フェーズが示されており、それぞれのフェーズはＩからＩＩのローマ数字で識別されている。

第１のフェーズＩはしたがって、冷却液の漸進的な温度上昇フェーズに相当する。

図３はとりわけ、この第１のフェーズＩからその戦略の利点、すなわち、電動モードにおける冷却液の温度上昇が抑えられるという利点をよく示している。

本発明では、冷却液の温度上昇の抑制につながる冷却の改善は、低温冷却回路２００だけでなく、高温冷却回路１００も加えて使用することによってもたらされる。

有利には、実際、高温冷却回路１００の熱慣性が利用され、冷却液の体積は２つの冷却回路１００および２００からなる冷却システム１０全体の体積となる。

そうしてもたらされる冷却の改善は、曲線［１］と［４］を比べると明らかなように、動作時の冷却液の温度の低下Ａとなって現れる。

実際、低温冷却回路２００だけのときの冷却に相当する曲線［１］に沿った冷却液の温度の上昇は、移送回路３００の調節手段３０２、３０６を開いて２つの冷却回路１００および２００を連通させたときよりも速くなっている。

図３には、現状の技術に相当する曲線［１］がここでは６０℃である限界動作温度（ＴＦｍａｘ）に到達するタイミング、すなわちここではｔ＝２２０秒のタイミングでの低下Ａとして現れる冷却液の温度上昇の抑制が示されている。

本発明による駆動方法、すなわち、冷却が２つの冷却回路１００および２００によって行われるときを表す曲線［４］と比較すると、ｔ＝２２０秒における冷却液の温度は６０℃より低いことがわかる。

より具体的には、ｔ＝２２０秒での冷却液の温度は全体として４５℃であり、およそ１５℃の温度低下Ａということになる。

見てわかるとおり、曲線［１］と［４］との温度差は一定ではなく、時間によって変化する。

第２のフェーズＩＩは、冷却液の温度の調節フェーズに相当する。

図３で、第２のフェーズＩＩは曲線［１］に対して示されており、そのためここでは６０℃である限界動作温度（ＴＦｍａｘ）に達したところから始まっている。

曲線［４］を曲線［１］と比較すると、冷却液は遅れてその同じ温度（ＴＦｍａｘ）に到達しており、より正確には時間利得Ｇに相当する時間差で到達していることがわかる。

それに相当する時間の間は、冷却の改善が得られることによって電動モードによる低めの温度での動作が可能となる。

冷却液の冷却を調節して、たとえば４０℃前後という可能な限り低い動作温度を、可能な限り長く得ることが目指される。

有利には、本発明によって達成される温度上昇の抑制は、そのほか、高圧バッテリ１８の効率の改善も可能とするものであり、さらにはパワーデバイス、特に電子部品の信頼性や寿命を高めることもできる。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの熱機関（１２）と１つの電動機（１４）とを備える、ハイブリッド車両用の冷却システム（１０）の駆動方法であって、前記冷却システム（１０）が、
   − 前記熱機関（１２）を冷却するための高温冷却回路（１００）、ならびに前記電動機（１４）および関連する高電圧バッテリ（１８）を冷却するための低温冷却回路（２００）と、
   − 前記高温冷却回路（１００）と前記低温冷却回路（２００）とを連結する冷却液移送回路（３００）であって、前記移送回路（３００）内の冷却液の循環を制御するための調節手段（３０２、３０６）を備える冷却液移送回路（３００）と
   を少なくとも備える方法において、
   電動モードにおける前記冷却システム（１０）の駆動方法が、
   − 前記高温冷却回路（１００）内にある前記冷却液の温度が前記低温冷却回路（２００）の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いか高いかを判定することからなるステップ「Ｅ１」と、
   − 前記高温冷却回路（１００）内の前記冷却液の温度が前記低温冷却回路（２００）の限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いときは、前記移送回路（３００）の前記調節手段（３０２、３０６）を開位置に操作することからなるステップ「Ｅ２」と
   を少なくとも備えることを特徴とする方法。
2. 前記高温冷却回路（１００）内の前記冷却液の温度が前記低温冷却回路（２００）の前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）と少なくとも同じ（またはそれよりも高い）場合は、前記移送回路（３００）の前記調節手段（３０２、３０６）を閉位置に操作または維持することからなるステップ「Ｅ２０」を備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が前記高電圧バッテリ（１８）の最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも低いかどうかを判定することからなるステップ「Ｅ３」を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が前記高電圧バッテリ（１８）の前記最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも高い場合には、少なくとも調節弁（２０４）の閉鎖を操作して、前記高電圧バッテリ（１８）を備える前記低温冷却回路（２００）の管路（２１２）内の前記冷却液の循環を遮断することからなるステップ「Ｅ４」を備えることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が前記高電圧バッテリ（１８）の前記最高使用温度（Ｔｕ−ｍａｘ）よりも低いときは、前記検証ステップ「Ｅ３」が繰り返されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記駆動方法の前記ステップ「Ｅ４」が、少なくとも１つの冷却器（２１０）を備える前記低温冷却回路（２００）の管路（２０６）内を前記冷却液が循環するように電動ポンプ（２０８）を操作することからなることを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低いかどうかを判定することからなるステップ「Ｅ５」を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が、前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）から所定の値（β）を引いたものに等しい指定温度（ＴＣ）よりも高い場合には、少なくとも電動ファンを動作させることからなるステップ「Ｅ６」を備えることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記ステップ「Ｅ６」が、前記高温冷却回路（１００）の冷却ラジエータ（１２２）を介して前記冷却液を冷却するようにサーモスタット（１２４）を駆動することからなることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記低温冷却回路（２００）内を循環する前記冷却液の温度が前記指定温度（ＴＣ）よりも低い場合は、前記検証ステップ「Ｅ５」が繰り返されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
11. 前記高温冷却回路（１００）内の前記冷却液の温度が、前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）から所定の値（β）を引いたものに等しい指定温度（ＴＣ）と少なくとも同じであるときは、前記低温冷却回路（２００）内の前記冷却液の温度に応じて前記冷却システム（１０）を駆動することからなるステップ「Ｅ２１」を備え、前記低温冷却回路（２００）内の前記冷却液の温度が前記限界動作温度（ＴＦｍａｘ）よりも低い温度である限りは前記移送回路（３００）の調節手段（３０２、３０６）が開位置に保たれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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