JP3889396B2 - ハイブリッド車両の冷却装置 - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関及びモータ駆動によるハイブリッド車両の冷却装置に関する。
従来、例えば、エンジンを冷却する冷却水を流通させる冷却回路に具備されるラジエータに対し、このラジエータ内を流通した冷却水の一部が分流されて再度ラジエータ内を流通するようにして、ラジエータ内の主流路に加えて付加的な流路を設け、この付加的な流路を流通した冷却水、つまり主流路を流通する冷却水に比べてラジエータ内での流通経路が長くなることで相対的に低温となった冷却水によって、例えばATF(Automatic Transmission Fluid)等の作動油の温度を制御する装置(例えば、特許文献1参照)が知られている。
米国特許第US6196168号明細書
ところで、従来、内燃機関と共に車両の駆動源とされるモータを備えたハイブリッド車両では、内燃機関の冷却に加えて、モータやモータに電力を供給するインバータ等からなる高圧系の電気機器の冷却が必要となる。
しかしながら、内燃機関と高圧系の電気機器とでは互いに管理温度が異なる場合があり、例えば上述したような従来技術に係るラジエータによって複数の異なる温度の冷却水を排出させる場合であっても、これらの複数の冷却水毎に独立した冷却回路系を設けると、装置構成が複雑化すると共に車両への搭載性が損なわれるという問題が生じる。
また、内燃機関の運転停止に伴って冷却回路内での冷却水の循環が停止したり、内燃機関のアイドル運転時に冷却水の循環流量が相対的に低下すると、作動継続中の高圧系の電気機器の温度が所定の管理温度を超えて上昇してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装置構成が複雑化することを防止しつつ管理温度が異なる複数の機器の温度状態を適切に制御することが可能なハイブリッド車両の冷却装置を提供することを目的とする。
発明のハイブリッド車両の冷却装置は、動力源としての内燃機関および前記内燃機関のクランク軸に接続されたモータを備え、少なくとも前記モータの駆動力により走行可能なハイブリッド車両に搭載され、前記内燃機関と、前記モータを含む車載電気機器への電力供給を制御する電力制御手段(例えば、後述する実施の形態でのPDU14、ダウンバータ15)とを、共通の冷却水により冷却するハイブリッド車両の冷却装置であって、前記電力制御手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の一部が分流された分流冷却水により冷却されており、前記内燃機関のクランク軸の回転に同期して駆動され、前記冷却水を流通流路内にて循環させるウォータポンプ(例えば、後述する実施の形態でのウォータポンプ21)と、前記電力制御手段の温度を検出する温度検出手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS31、ステップS33、ステップS36)と、前記内燃機関の停止時に前記温度検出手段にて検出される前記温度が所定温度以上の場合に前記内燃機関の運転停止状態を保ちながら前記クランク軸を前記モータの駆動力により回転させるクランク軸回転駆動手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS37)とを備えることを特徴とする。
上記構成のハイブリッド車両の冷却装置によれば、内燃機関の運転停止時であっても、モータの作動状態を制御するモータ制御手段やモータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置の端子間電圧またはモータの出力電圧を降圧して出力する変圧手段等からなる電力制御手段の温度が過剰に上昇してしまうことを抑制することができる。すなわち、電力制御手段の温度が所定温度以上となった場合には、例えば内燃機関の気筒を休止した状態でモータの駆動力によりクランク軸を回転させることで、ウォータポンプを駆動し、冷却水を流通流路内にて循環させて電力制御手段を冷却することができる。これにより、例えば電力制御手段の耐熱性を向上させるために要する費用の増大を防止したり、例えば内燃機関を始動してクランク軸を回転させることでウォータポンプを駆動する場合に比べて燃費を向上させることができる。
発明のハイブリッド車両の冷却装置によれば、電力制御手段の温度が所定温度以上となった場合には、例えば内燃機関の気筒を休止した状態でモータの駆動力によりクランク軸を回転させることで、例えば電力制御手段の耐熱性を向上させるために要する費用の増大を防止したり、例えば内燃機関を始動してクランク軸を回転させることでウォータポンプを駆動する場合に比べて燃費を向上させつつ、電力制御手段を冷却することができる。
以下、ハイブリッド車両の冷却装置の第1の参考技術について添付図面を参照しながら説明する。
この第1の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置10は、例えば図1に示すように、内燃機関11とモータ12と変速機(T/M)13とを直列に直結した構造のハイブリッド車両1に搭載されており、このハイブリッド車両1では、例えば内燃機関11および走行用のモータ12の両方の駆動力は、CVTやマニュアルトランスミッション等の変速機(T/M)13を介して駆動輪Wに伝達される。
そして、モータ12はハイブリッド車両1の運転状態に応じて内燃機関11の駆動力を補助する補助駆動力を発生するようになっている。また、ハイブリッド車両1の減速時に車輪W側からモータ12側に駆動力が伝達されると、モータ12は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
モータ12の回生作動及び駆動は、モータ制御装置(図示略)からの制御指令を受けてPDU(パワードライブユニット)14により行われる。PDU14は、例えば複数のトランジスタからなるスイッチング素子をブリッジ接続してなるインバータを備えて構成され、モータ12と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ等を具備する蓄電装置(図示略)が接続されている。
また、この高圧系の蓄電装置には、ハイブリッド車両1の各種補機類を駆動するための12ボルトの補助バッテリ(図示略)が、DC−DCコンバータからなるダウンバータ(D/V)15を介して接続されており、ダウンバータ15は蓄電装置の電圧を降圧して補助バッテリを充電するようになっている。
なお、このハイブリッド車両1において、PDU14およびダウンバータ15は、例えば内燃機関11が収容されるエンジンルーム内において変速機13の近傍に配置されている。
第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10は、例えば図2に示すように、内燃機関11またはモータ12により駆動されるウォータポンプ(W/P)21と、ラジエータ22と、第1サーモスタット23と、第2サーモスタット24と、内燃機関11内部のウォータジャケット25と、ヒータコア26と、第1および第2温度センサ27,28と、冷却ファン29とを備えて構成されている。
このハイブリッド車両の冷却装置10では、例えば、ウォータポンプ21の下流側にウォータジャケット25が配置され、このウォータジャケット25を流通して相対的に高温となった冷却水は2つの第1および第2流路30a,30bに流通するようになっている。
第1流路30aには適宜のバルブ26aを介してヒータコア26が接続され、このヒータコア26は相対的に高温の冷却水を熱源として空気を加熱しており、このヒータコア26で熱交換された冷却水は第3流路30cによってウォータポンプ21へ還流する。
また、第1流路30aにはバルブ26aおよびヒータコア26を迂回して第3流路30cに接続されると共に、スロットルボディ31および換気装置をなすブリーザ32に冷却水を供給する第4流路30dが設けられている。
そして、第2流路30bは、ラジエータ22に冷却水を流通させるための第5流路30eと、例えばこの第5流路30eよりも内径が小さく形成され、第3流路30cに接続される第6流路30fとに分岐するようになっている。
なお、第2流路30bには、ウォータジャケット25から排出される冷却水の温度を検出する第1温度センサ27が備えられている。
ラジエータ22は、例えば第5流路30eに接続された入口側タンク22Aと、第1サーモスタット23を介して第3流路30cに接続された第7流路30gに接続される出口側タンク22Bと、入口側タンク22Aと出口側タンク22Bとを接続するラジエータ内部の主流路22aと、出口側タンク22Bに接続されたラジエータ内部の副流路22bとを備えて構成されている。そして、副流路22bには、例えば対向配置されたPDU14およびダウンバータ15の各ヒートシンク部14a,15aと、モータ12の冷却流路12aとへ冷却水を供給する第8流路30hが接続され、この第8流路30hは第2サーモスタット24を介して第3流路30cに接続されている。
すなわち、ラジエータ22の内部は仕切り板等によって主流路22aと副流路22bとに仕切られており、出口側タンク22Bにおいて主流路22aと副流路22bとが連通するように構成されている。
そして、第5流路30eからラジエータ22の入口側タンク22Aに導入された冷却水は、先ず、ラジエータ22内部の主流路22aを流通し、適宜の第1温度(例えば、約80℃程度等)まで冷却される。
次に、主流路22aを流通して出口側タンク22Bに導入された冷却水のうち少なくとも一部は、ラジエータ22内部の副流路22bを流通し、ラジエータ22内部での流通経路が相対的に長くなることで第1温度よりも低い適宜の第2温度(例えば、約60℃程度等)まで冷却可能とされている。
なお、第8流路30hにおける、モータ12の下流側の位置には、モータ12の冷却流路12aから排出される冷却水の温度を検出する第2温度センサ28が備えられ、この第2温度センサ28から出力される検出結果が所定温度を超える場合には、制御装置(図示略)の制御により、ラジエータ22を冷却する冷却ファン29が作動するように設定されている。
第1および第2サーモスタット23,24は、冷却水の温度が各所定温度を超える高温状態であるときに閉状態から開状態へと変化するように設定されており、主に内燃機関11の温度調節を行う第1サーモスタット23が開状態となる所定の第1設定温度(例えば、約82℃程度)に比べて、主に高圧系の温度調節を行う第2サーモスタット24が開状態となる所定の第2設定温度(例えば、約65℃程度)の方がより低い温度に設定されている。
第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10は上記構成を備えており、次に、ハイブリッド車両の冷却装置10の動作について説明する。
このハイブリッド車両の冷却装置10では、例えば内燃機関11の始動時等のように冷却水の温度が相対的に低い場合には、第1サーモスタット23および第2サーモスタット24が閉状態となり、例えば図2に示す流通経路Fa(例えば、図2の破線矢印Fa)のように、ウォータジャケット25から排出される冷却水は、ラジエータ22を迂回するようにしてウォータポンプ21へ還流するようになっている。
すなわち、ウォータジャケット25から排出される冷却水は、順次、第1流路30a、ヒータコア26または第4流路30d、第3流路30cを流通して、または、第2流路30b、第6流路30f、第3流路30cを流通して、ウォータポンプ21へ還流する。
そして、冷却水の温度が所定の第2設定温度(例えば、約65℃程度)よりも高くなると第2サーモスタット24が開状態となり、例えば図2に示す流通経路Fb(例えば、図2の実線矢印Fb)のように、ウォータジャケット25から排出される冷却水は、さらに、ラジエータ22へ流通するようになり、ラジエータ22の主流路22aおよび副流路22bを流通する過程でいわば2段階的に冷却された後にPDU14およびダウンバータ15およびモータ12へ供給される。
すなわち、ウォータジャケット25から排出される冷却水は、順次、第1流路30a、第5流路30e、ラジエータ22の主流路22a、副流路22b、第8流路30h、第2サーモスタット24、第3流路30cを流通して、ウォータポンプ21へ還流する。
そして、冷却水の温度が所定の第1設定温度(例えば、約82℃程度)よりも高くなると第1サーモスタット23が開状態となり、ラジエータ22の主流路22aを流通した冷却水は、さらに、第7流路30gから第1サーモスタット23を介して第3流路30cを流通し、ウォータポンプ21へ還流するようになる。
以下に、ラジエータ22を冷却する冷却ファン(RADFAN)29の作動状態を制御する制御装置(図示略)の動作について説明する。
先ず、例えば図3に示すステップS01においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#T(例えば、#T=80℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、ダウンバータ15の温度T_DVおよびPDU14の温度T_PDUは、例えば、モータ12の冷却流路12aから排出される冷却水の温度を検出する第2温度センサ28の検出結果に基づき推定されてもよいし、各温度T_DV,T_PDUを検出する温度センサ(図示略)の検出結果であってもよい。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、冷却ファン29の作動を開始し、一連の処理を終了する。
例えば、アイドル停止時等の内燃機関11の運転停止に伴って各流路内での冷却水の循環が停止したり、アイドル運転時等の内燃機関11の低負荷運転に伴ってウォータポンプ21の出力が相対的に低下し、冷却水の循環量が低下すると、相対的に高温状態の内燃機関11のウォータジャケット25内の冷却水の温度が上昇し、冷却水の流通路内に冷却水の温度差に起因した対流(つまり、熱の伝達)が生じる。そして、この対流によって、たとえ内燃機関11の運転停止に伴ってウォータポンプ21が停止している状態であっても、相対的に高温の冷却水が内燃機関11側からPDU14およびダウンバータ15近傍に到達し、PDU14およびダウンバータ15の温度が上昇する。
ここで、上述したステップS01〜ステップS02に示すように、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#Tよりも高くなった場合(あるいは、所定の温度#T以上となった場合)には、先ず、冷却ファン29を作動させることで、エンジンルーム内の換気やラジエータ22からの放熱を促進させ、流通路内の冷却水の温度が過剰に上昇することを抑制し、PDU14およびダウンバータ15が所定の管理温度を超えて過熱状態となることを防止することができる。
第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10によれば、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#Tよりも高くなった場合(あるいは、所定の温度#T以上となった場合)には、先ず、冷却ファン29を作動させることで、例えば停止状態のウォータポンプ21の作動を開始したり、ウォータポンプ21の出力を増大させる場合に比べて相対的に小さなエネルギー消費によって、流通路内の冷却水の温度が過剰に上昇することを抑制し、PDU14およびダウンバータ15が所定の管理温度を超えて過熱状態となることを防止することができる。これにより、例えばPDU14およびダウンバータ15の耐熱性を向上させるために要する費用の増大を防止したり、例えば相対的に高温の冷却水がPDU14およびダウンバータ15近傍に向かい対流することを防ぐための切替弁等を設けるために要する費用が増大してしまうことを防止することができる。
また、単一のラジエータ22の内部に主流路22aと、この主流路22aに連通する副流路22bとを設け、いわば2段階で冷却水の温度を低下可能とすることにより、装置構成や冷却水の流通流路が複雑化することを抑制しつつ、管理温度の異なる複数の系、例えば内燃機関11と、内燃機関11に比べて相対的に低温状態に設定される高圧系(例えば、PDU14およびダウンバータ15およびモータ12等)とに対して、共通の冷却水によって適切な温度管理を行うことができる。
しかも、管理温度の異なる複数の系から排出される冷却水を単一のウォータポンプ21の上流側で合流させることにより、装置構成を簡略化しつつ、各系の温度状態が所望の状態から逸脱してしまうことを容易に抑制することができる。
また、第1サーモスタット23および第2サーモスタット24を具備し、例えば内燃機関11の暖機運転時等において、冷却水がラジエータ22および高圧系を迂回して流通するように設定されていることから、系の温度を所望の温度まで上昇させる際の昇温特性を向上させることができる。
なお、上述した第1の参考技術においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#Tよりも高くなった場合には、単に、冷却ファン29を作動させるとしたが、これに限定されず、例えば図4に示す第1の参考技術の第1変形例に係る冷却ファン(RADFAN)29の作動状態を制御する制御装置(図示略)の動作のように、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じて、作動中の冷却ファン29の作動特性を変更してもよい。
例えば図4に示すステップS11においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1温度#T1(例えば、#T1=80℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第1温度#T1はヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS12に進み、作動中の冷却ファン29を停止し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS13に進む。
ステップS13においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1温度#T1よりも高い所定の第2温度#T2(例えば、#T2=90℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第2温度#T2はヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS14に進み、冷却ファン29を所定の第1特性(特性1)にて作動させ、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS15に進み、冷却ファン29を所定の第2特性(特性2)にて作動させ、一連の処理を終了する。
なお、冷却ファン29の作動状態に対する所定の第1特性および第2特性は、例えば図5に示すように、内燃機関11の回転数(エンジン回転数)の増大に応じた冷却ファン29の回転数(RADFAN回転数)の所定の変化として設定され、例えば第1特性では、エンジン回転数が相対的に小さい領域にてエンジン回転数の増大に伴いRADFAN回転数が急増するように設定され、エンジン回転数が相対的に大きい領域ではエンジン回転数の増大に伴いRADFAN回転数が一定あるいは緩やかに増大するように設定されている。これに対して、第2特性では、エンジン回転数が相対的に小さい領域にてエンジン回転数の増大に伴いRADFAN回転数が緩やかに増大するように設定され、エンジン回転数が相対的に大きい領域ではエンジン回転数の増大に伴いRADFAN回転数が急増するように設定されている。
つまり、第1特性では、流通路内の冷却水を、いわば強制的に急速冷却することができ、第2特性では、内燃機関11の運転に伴い発生する騒音に比べて、冷却ファン29の運転に伴い発生する騒音が過剰に大きくなることを防止しつつ、流通路内の冷却水を冷却することができる。
なお、上述した第1の参考技術においては、ラジエータ22を冷却する単一の冷却ファン29を備えるとしたが、これに限定されず、例えば図6に示す第1の参考技術の第2変形例に係るハイブリッド車両の冷却装置10のように、複数、例えばラジエータ内部の主流路22aを冷却する第1冷却ファン(第1RADFAN)29aと、ラジエータ内部の副流路22bを冷却する第2冷却ファン(第2RADFAN)29bとを備え、例えば図7に示すように、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じて、各冷却ファン29a,29bの作動状態を変更してもよい。
例えば図7に示すステップS21においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1温度#T1(例えば、#T1=80℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第1温度#T1はヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS22に進み、作動中の各冷却ファン29a,29bを停止し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS23に進む。
ステップS23においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1温度#T1よりも高い所定の第2温度#T2(例えば、#T2=90℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第2温度#T2はヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS24に進み、第1および第2冷却ファン29a,29bを作動させ、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS25に進み、第2冷却ファン29bのみ作動させ、一連の処理を終了する。
これにより、過剰なエネルギー消費を防止しつつ、所望の冷却性能を確保することができる。
以下に、本発明のハイブリッド車両の冷却装置の第1の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
なお、この第1の実施形態によるハイブリッド車両の冷却装置10は、上述した第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10と同等の構成を備えており、以下には、この第1の実施形態によるハイブリッド車両の冷却装置10の動作について説明する。
このハイブリッド車両の冷却装置10では、例えばアイドル停止時等の内燃機関11の運転停止状態において、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じて、ラジエータ22を冷却する冷却ファン29の作動および冷却水を循環させるウォータポンプ21の作動を制御するようになっている。
例えば図8に示すステップS31においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1の温度#Ta(例えば、#Ta=80℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第1の温度#Taはヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS32に進み、冷却ファン29を作動させ、ステップS33に進む。
そして、ステップS33においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第1の温度#Taよりも高い所定の第2の温度#Tb(例えば、#Tb=85℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第2の温度#Tbはヒステリシスを有する値である。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS34に進む。
そして、ステップS34においては、蓄電装置の残容量SOCが所定の下限残容量#S(例えば、#S=40%等)よりも高いか否かを判定する。
ステップS34の判定結果が「NO」の場合には、蓄電装置からの電力供給によりモータ12を駆動することは好ましくないと判断して、ステップS35に進み、停止状態の内燃機関11を始動し、この内燃機関11の駆動力によりウォータポンプ21を作動させ、冷却水を循環させる。
一方、ステップS34の判定結果が「YES」の場合には、ステップS36に進む。
そして、ステップS36においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の第2の温度#Tbよりも高い所定の第3の温度#Tc(例えば、#Tc=90℃等)よりも高いか否かを判定する。
なお、この所定の第3の温度#Tcはヒステリシスを有する値である。
ステップS36の判定結果が「YES」の場合には、ウォータポンプ21を相対的に大きな出力で作動させる必要があると判断して、上述したステップS35に進む。
一方、ステップS36の判定結果が「NO」の場合には、ステップS37に進み、蓄電装置からの電力供給によりモータ12を駆動し、モータ12の駆動力によりウォータポンプ21を作動させ、冷却水を循環させ、一連の処理を終了する。
なお、このステップS37において、内燃機関11が少なくとも一部の休筒を休止して運転可能な内燃機関である場合には、気筒を休止することによってエンジンフリクションを低減し、効率よくウォータポンプ21を作動させることができる。
なお、ステップS34における所定の下限残容量#Sはヒステリシス(例えば、ハイ側40%、ロー側30%)を有する値である。つまり、残容量SOCが下限残容量#Sのハイ側(例えば40%)を超えている場合には、モータ空転を許可し、一方、残容量SOCが下限残容量#Sのロー側(例えば30%)未満である場合には、内燃機関11を始動させる。
第1の実施形態によるハイブリッド車両の冷却装置10によれば、例えばアイドル停止時等の内燃機関11の運転停止状態において、流通路内での冷却水の循環が停止しているときに、例えば高圧の蓄電装置から12Vの補機類への電力供給に伴いダウンバータ15の作動が継続されることでダウンバータ15の温度が上昇する場合であっても、ハイブリッド車両において過剰なエネルギー消費が生じることを防止しつつ、流通路内の冷却水の温度が過剰に上昇することを抑制し、PDU14およびダウンバータ15が所定の管理温度を超えて過熱状態となることを防止することができる。これにより、例えばPDU14およびダウンバータ15の耐熱性を向上させるために要する費用の増大を防止したり、例えば相対的に高温の冷却水がPDU14およびダウンバータ15近傍に向かい対流することを防ぐための切替弁等を設けるために要する費用が増大してしまうことを防止することができる。
以下に、ハイブリッド車両の冷却装置の第2の参考技術について添付図面を参照しながら説明する。
なお、この第2の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10は、上述した第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10と同等の構成を備えており、以下には、この第2の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10の動作について説明する。
先ず、例えば図9に示すステップS41においては、車両の速度(車速)Vがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合、つまり車両走行時には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり車両停車時には、ステップS42に進む。
ステップS42においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#THNE(例えば、#THNE=70℃等)よりも高いか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS43に進み、エンジン回転数を所定上限回転数(例えば、3000rpm等)以下に制限し、一連の処理を終了する。
例えば、車両停止時に蓄電装置を充電する場合には、シフトポジションをニュートラルに設定した状態で、内燃機関11の駆動力によってモータ12を発電機として駆動し、モータ12の発電によって発生した発電エネルギーによって蓄電装置を充電する場合がある。この場合には、例えば図10に示す時刻t0以降のように、蓄電装置の残容量SOCの増大に加えて、内燃機関11のエンジン回転数(NE)の増大に伴い、ラジエータ22内を流通する冷却水の流量が過剰に増大し、冷却水がラジエータ22内に滞留する時間が過剰に短くなり、冷却水の温度が上昇することによってPDU14およびダウンバータ15の温度(T_DV、T_PDU)が上昇する。ここで、例えば図10に示す時刻t1以降のように、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#THNE(例えば、#THNE=70℃等)を超えた場合には、エンジン回転数を所定上限回転数以下に制限(例えば、図10においては、所定上限回転数を維持するように規制)することで、冷却水の温度が過剰に上昇することを防止する。これにより、PDU14およびダウンバータ15が過熱状態、例えばPDU14およびダウンバータ15の出力制限や作動停止等の過熱保護動作が作動する閾温度(例えば、図10に示すDV保護作動閾温度#THDV=90℃等)に到達する状態となることを防止することができ、例えばPDU14およびダウンバータ15の耐熱性を向上させたり、例えば相対的に高温の冷却水がPDU14およびダウンバータ15近傍に向かい流通することを防ぐための切替弁等を設ける必要無しに、PDU14およびダウンバータ15に対する所望の作動状態を継続することができる。
なお、この第2の参考技術においては、内燃機関11の運転を規制する際の所定上限回転数を、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じて設定してもよい。
この場合には、先ず、例えば図11に示すステップS51において、車両の速度(車速)Vがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合、つまり車両走行時には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり車両停車時には、ステップS52に進む。
ステップS52においては、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUが、所定の温度#THNE(例えば、#THNE=70℃等)よりも高いか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS53に進む。
ステップS53においては、例えば図12に示すような、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じたエンジン回転数の所定上限回転数の変化を示すマップ等のデータを検索し、所定上限回転数を設定する。
なお、ダウンバータ15の温度T_DVまたはPDU14の温度T_PDUに応じたエンジン回転数の所定上限回転数は、例えば図11に示すように、各温度T_DV,T_PDUが所定の第1温度#TH1(例えば、#TH1=70℃等)から所定の第2温度#TH2(例えば、#TH2=90℃等)まで上昇することに伴い、所定の第1上限回転数#NE1(例えば、#NE1=3000rpm等)から所定の第2上限回転数#NE2(例えば、#NE2=2500rpm等)まで減少傾向に変化し、各温度T_DV,T_PDUが所定の第2温度#TH2(例えば、#TH2=90℃等)を超えると所定の第2上限回転数#NE2(例えば、#NE2=2500rpm等)となるように設定されている。
そして、ステップS54においては、エンジン回転数が所定上限回転数以下となるようにして内燃機関11の運転を規制し、一連の処理を終了する。
この場合には、PDU14およびダウンバータ15が過熱状態となることを防止しつつ、蓄電装置を速やかに充電することができる。
以下に、ハイブリッド車両の冷却装置の第3の参考技術について添付図面を参照しながら説明する。
なお、この第3の参考技術において、上述した第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10と同一部分については説明を簡略または省略する。この第3の参考技術において、上述した第1の参考技術によるハイブリッド車両の冷却装置10と異なる点は、例えば図13に示すように、ラジエータ22の副流路22bに接続された第8流路30hが、ウォータポンプ21および内燃機関11のウォータジャケット25へと還流する第3流路30cに接続される接続部30kにおいて、第8流路30hと第3流路30cとの接続角θが略鋭角(θ<90°)に設定されている点である。
つまり、この第3の参考技術において、第8流路30hの流通方向は、第3流路30cの流通方向の逆方向に対して略鋭角に交差し、第8流路30hから第3流路30cへの冷却水の流入が、第3流路30cでの冷却水の流通によって抑制されるように設定されている。
例えば図14に示すように、第8流路30hと第3流路30cとの接続角θが略鈍角(θ>90°)に設定されている場合には、第8流路30hの流通方向は、第3流路30cの流通方向の順方向に対して略鋭角に交差し、第8流路30hから第3流路30cへの冷却水の流入が、第3流路30cでの冷却水の流通によって促進されることから、内燃機関11のエンジン回転数の増大に伴って、第8流路30hから第3流路30cへ流入する冷却水の流量が増大傾向に変化する。
これに対して、この第3の参考技術のように、第8流路30hと第3流路30cとの接続角θが略鋭角(θ<90°)に設定されている場合には、内燃機関11のエンジン回転数の増大に伴って、ウォータポンプ21および内燃機関11のウォータジャケット25へと還流する第3流路30cでの冷却水の流通量が増大すると、第8流路30hから第3流路30cへ冷却水が流入することが抑制される。
これにより、内燃機関11のエンジン回転数(NE)の増大に伴い、ウォータポンプ21および内燃機関11のウォータジャケット25へと還流する第3流路30cでの冷却水の流通量が増大、つまりラジエータ22内を流通する冷却水の流量が増大し、冷却水がラジエータ22内に滞留する時間が過剰に短くなり、冷却水の温度が上昇する場合であっても、PDU14およびダウンバータ15へ冷却水を流通させる第8流路30hでの流量が過剰に増大することが抑制され、相対的に温度が上昇した冷却水がPDU14およびダウンバータ15へ供給されることが抑制される。
このため、この第3の参考技術においては、例えばPDU14およびダウンバータ15の耐熱性を向上させたり、例えば相対的に高温の冷却水がPDU14およびダウンバータ15近傍に向かい流通することを防ぐための切替弁等を設ける必要無しに、エンジン回転数が上昇した場合であっても、PDU14およびダウンバータ15が過熱状態となることを容易に防止することができる。
第1の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置の模式図である。 第1の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置の構成図である。 第1の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 第1の参考技術の第1変形例に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 第1の参考技術の第1変形例に係る冷却ファンの作動状態に対する所定の第1特性および第2特性を示すグラフ図である。 第1の参考技術の第2変形例に係るハイブリッド車両の冷却装置の構成図である。 第1の参考技術の第2変形例に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 第2の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 第2の参考技術に係る蓄電装置の残容量SOCおよびダウンバータの温度T_DVまたはPDUの温度T_PDUおよびエンジン回転数の所定上限回転数の時間変化の一例を示すグラフ図である。 第2の参考技術の変形例に係るハイブリッド車両の冷却装置の動作を示すフローチャートである。 第2の参考技術の変形例に係るダウンバータの温度T_DVまたはPDUの温度T_PDUに応じたエンジン回転数の所定上限回転数の変化を示すグラフ図である。 第3の参考技術に係るハイブリッド車両の冷却装置の構成図である。 第3の参考技術に係るエンジン回転数に応じた第8流路の流量の変化の一例を、第8流路と第3流路との接続角θが鈍角(θ>90°)である場合と鋭角(θ<90°)である場合とに応じて示すグラフ図である。
符号の説明
10 ハイブリッド車両の冷却装置
14 PDU(電力制御手段)
15 ダウンバータ(電力制御手段)
21 ウォータポンプ
29 冷却ファン(ラジエータ用冷却ファン)
29a 冷却ファン(ラジエータ用冷却ファン)
29b 冷却ファン(ラジエータ用冷却ファン)
ステップS01、ステップS11、ステップS21 温度検出手段
ステップS02、ステップS13、ステップS14、ステップS24、ステップS25 作動制御手段
ステップS31、ステップS33、ステップS36 温度検出手段
ステップS37 クランク軸回転駆動手段

Claims (1)

  1. 動力源としての内燃機関および前記内燃機関のクランク軸に接続されたモータを備え、少なくとも前記モータの駆動力により走行可能なハイブリッド車両に搭載され、前記内燃機関と、前記モータを含む車載電気機器への電力供給を制御する電力制御手段とを、共通の冷却水により冷却するハイブリッド車両の冷却装置であって、
    前記電力制御手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の一部が分流された分流冷却水により冷却されており、
    前記内燃機関のクランク軸の回転に同期して駆動され、前記冷却水を流通流路内にて循環させるウォータポンプと、
    前記電力制御手段の温度を検出する温度検出手段と、
    前記内燃機関の停止時に前記温度検出手段にて検出される前記温度が所定温度以上の場合に前記内燃機関の運転停止状態を保ちながら前記クランク軸を前記モータの駆動力により回転させるクランク軸回転駆動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装置。
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