JP5819447B2 - ハイブリッド電気自動車の冷却回路及び冷却方法 - Google Patents

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Description

本発明はハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）のための冷却回路に関する。とりわけ、本発明は内燃エンジンと少なくとも一つの電気機械を有するハイブリッド電気自動車のための冷却回路に関するが、これに限定されない。
冷却材が従来方法に従ってエンジンと外部熱交換器例えばラジエータとの間で循環される内燃エンジン用の冷却回路は公知である。
ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は内燃エンジンに加えて一つ以上の電気機械を有する。ハイブリッド電気自動車において使用される電気機械も過熱を防ぐために典型的にはそれを通流する冷却材の流れを必要とする。電気機械を冷却するための別個の冷却回路を有するハイブリッド電気自動車は公知である。
本発明はかかる背景に対して考案された。
本発明はハイブリッド電気自動車のための改良された冷却回路を提供する、他の目的及び利点は以下の説明、特許請求の範囲及び図面から明らかになるであろう。本発明の実施形態は特許請求の範囲を参照すれば理解できるであろう。
本発明は一側面において、自動車と方法を提供する。
保護を求める本発明の更なる側面においては、自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械を備えたハイブリッド電気自動車であって、前記エンジンと前記少なくとも一つの電気機械は前記冷却回路内で直列に接続されており、エンジンが作動中、前記冷却材の少なくとも一部が前記電気機械をバイパスするように構成されたバイパス部が設けられている、ハイブリッド電気自動車が提供される。
本発明の実施形態によれば、エンジンと少なくとも一つの電気機械が直列に接続されているので、この少なくとも一つの電気機械からの廃熱は、自動車がエンジン停止（スイッチオフ）で少なくとも一つの電気機械により駆動されているときに、エンジンを加温するために使用できる利点を有する。
さらに、エンジンが始動（スイッチオン）されたときに、エンジンを通流する過剰の冷却材は前記少なくとも一つの電気機械をバイパスし、それによりエンジンを通流する流体に対する制限を回避できる。
一つの実施形態においては、自動車はエンジンが自動車を駆動するトルクを生じる第１運転モードと、エンジンが停止し且つ少なくとも一つの電気機械が自動車を駆動するトルクを生じる第２運転モードで運転でき、そして、前記バイパス部は自動車が第１運転モードにあるときエンジンを通流する冷却材の少なくとも一部が電気機械をバイパスするように構成されている。
この特徴による利点は、エンジンが起動（スイッチオン）中に、十分な冷却材の流れがエンジン内に維持できることである。もしもエンジンを通流するすべての冷却材がクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）をも通流することが必要なら、このＣＩＭＧは（例えばその寸法が原因で）、十分に高い流量の冷却材によってエンジンが冷却することをできなくする可能性があることが理解される。こうして、バイパス回路を設けることは冷却材がＣＩＭＧへの通流を維持しながら、エンジンの冷却要件を満足するために十分に高い流量の冷却材の通流をも可能にする。
一つの実施形態では、自動車は、自動車が第１運転モードにある時に、エンジンと少なくとも一つの電気機械が作動するように運転できる。
随意に、冷却材をエンジンに通流させるための第１流体ポンプと、冷却材を少なくとも一つの電気機械に通流させるための第２流体ポンプが設けられ、そしてこの第２流体ポンプは前記少なくとも一つの電気機械に直列に且つバイパス部に対して並列に設けられる。
この特徴は、冷却材をエンジンから少なくとも一つの電気機械に引き込むことができ、それにより前記少なくとも一つの電気機械をバイパスする冷却材の量を減じるという利点を有する。
一つの実施形態では、バイパス部は、エンジンを通流する流体が、冷却回路中の冷却材の圧力に応じて電気機械をバイパスするように作動可能である。
随意に、冷却回路中に圧力逃し弁（ＰＲＶ）を設けて、バイパス部を経て電気機械をバイパスする冷却材がＰＲＶを通流することを要するようにしてもよい。
ＰＲＶはエンジンからの冷却材の流れが、ＰＲＶの冷却材入口と冷却材出口の間の圧力差に依存して、バイパス部を介して電気機械をバイパスするように構成できる。
ＰＶＲの冷却材出口は電気機械の冷却材出口に流体連通するように設けることができる。
さらに随意に、電気機械はＰＲＶにより冷却回路に接続されており、このＰＲＶは、エンジンの冷却材出口から冷却材を受け取るように構成された第１流体入口と、少なくとも一つの電気機械の流体出口から冷却材を受け取るように構成された第２流体入口と、エンジンの冷却材入口に接続された冷却材出口とを有し、そしてこのＰＲＶは、その第１流体入口及び第２流体入口の間の圧力差に応じて電気機械を通る流体流れを許容するように作動可能である。
随意に、ＰＲＶは、第１流体入口の流体圧力にかかわらず、第２流体入口を介して流体がＰＲＶを通流するための流路が提供されるように構成される。こうして、エンジンから流出する冷却材の圧力が特に高い極端な条件下でも、流体は第２入口を流れて電気機械の冷却を可能にする。
随意に、ＰＲＶの冷却材出口は第１ポンプを介してエンジンの冷却材入口に接続される。
さらに随意に、ＰＲＶは、電気機械を通流する流体の流量が第１流体入口と第２流体入口の間の圧力差に応答するように作動可能である。
一つの実施形態では、第２流体ポンプは、それが作動しているときにＰＲＶの第２流体入口を通る冷却材の流量が増大するように構成しうる。
この特徴は、第１流体入口の圧力に対して第２流体入口の圧力が高いほど、電気機械を流れる流体の流量が大きいという利点を有する。
従って、上に記載したように第２流体ポンプが冷却材を電気機械に通流させるように設けられる場合には、第１流体入口と第２流体入口の間の圧力差が減じられるので、バイパス部を通流する流体の量は第２流体ポンプが作動しているときには減じることができる。
一つの実施形態では、第２流体ポンプが作動しているときであってエンジンが停止しているときに、ＰＲＶの第１流体入口を通る冷却材の流れが実質的に阻止されるように、第２流体ポンプをＰＲＶの第１流体入口と第２流体入口の間に設けることができる。
保護が求められる本発明の更なる側面においては、ハイブリッド電気自動車の駆動手段を冷却する方法が提供される。ここに駆動手段は、自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されるように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械を備え、エンジンと少なくとも一つの電気機械は該回路内で直列に接続されている。そして本発明の方法ではエンジンが作動中、該冷却材の少なくとも一部が電気機械をバイパスする工程を含む。
保護が求められる本発明の一側面においては、自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されるように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械を備えたハイブリッド電気自動車が提供される。ここにエンジンと少なくとも一つの電気機械は直列に接続され、そしてエンジンが作動中、エンジンを通流している流体が電気機械をバイパスするように作動可能なバイパス部が設けられる。
本発明のいくつかの実施形態においては、エンジンと少なくとも一つの電気機械が直列に接続されているので、少なくとも一つの電気機械からの排熱は、自動車がエンジン停止の状態で前記少なくとも一つの電気機械により駆動されている時にはエンジンを加温するのに使用できるという利点を有する。
さらに、エンジンが始動すると、エンジンを流れる過剰の冷却材流は少なくとも一つの電気機械をバイパスすることができるので、エンジンを通流する流体に対する制限を回避することができる。
保護が求められる本発明の別の側面においては、自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されるように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械を備え、前記冷却回路は第１運転モード又は第２運転モードで作動可能であり、第１運転モードではエンジンは前記少なくとも一つの電気機械に対して並列に冷却回路に接続され、第２運転モードではエンジンは前記電気機械に直列に冷却回路に接続される、ハイブリッド電気自動車が提供される。
保護が求められる本発明のさらなる側面では、ハイブリッド電気自動車のエンジンと少なくとも一つの電気機械を、自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却する方法であって、第１運転モードにおいては前記エンジンと前記少なくとも一つの電気機械を並列に冷却回路に接続し、第２運転モードにおいては前記エンジンと前記少なくとも一つの電気機械を直列に冷却回路に接続する方法が提供される。
本発明の範囲内で、上記段落、請求の範囲及び／又は以下の段落及び図面に記載の各種の側面、実施形態、実施例、代替例、及びとりわけ個別の特徴は、独立に又は組み合わせで使用できる。例えば一つの実施形態に関連して説明した特徴は矛盾がない限りすべての実施形態に適用できる。
本発明の一実施形態による冷却回路を有するハイブリッド電気自動車の概略図である。 図１の自動車の冷却回路の概略図である。 本発明の他の実施形態による自動車の冷却回路の概略図である。 他の形式の圧力逃し弁を設けた図２の実施形態の冷却回路の一部を例示する概略図である。
図１は本発明の一実施形態によるハイブリッド電気自動車１００を例示する。
自動車１００は内燃エンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）の形の電気機械１５０を有する。エンジン１１０及びＣＩＭＧ１５０はそれぞれ動力をトランスミッション（トランスミッション）１０８に供給する。トランスミッション１０８は自動車の一対の前輪１０１、１０２に接続される。必要な時にトランスミッション１０８はまた補助ドライブライン１０９により自動車１００の一対の後輪１０３、１０４に接続される。
クラッチ１０７（クラッチＫ０とも称する）がエンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０の間に設けられる。クラッチ１０７はＣＩＭＧ１５０とトランスミッション１０８からエンジン１１０を切り離すために開放されうる。
自動車１００はクラッチ１０７が閉じられ且つエンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０の両者が駆動トルクをトランスミッション１０８に供給できる第１運転モード（並列モードとも称する）で駆動されうる。
自動車１００はまたエンジン１１０が切られ(スイッチオフ)、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０のみが駆動トルクをトランスミッション１０８に伝達することができる第２運転モード（電気自動車モード（ＥＶ）とも称する）で駆動されうる。電気自動車モードではクラッチ１０７が解放されてエンジン１１０がＣＩＭＧ１５０から切り離される。
第１運転モードと第２運転モードの何れかで、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０は自動車１００のバッテリー１００Ｂを再充電する発電機としても駆動されうる。
図２は図１の自動車１００の冷却回路を示す。エンジン１１０を通流する冷却材がＣＩＭＧ１５０にも流れるように、エンジン１１０は回路内でクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０と直列に接続されていることがわかる。この特徴は、エンジン１１０がオフのとき、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０により発生される熱が、エンジン１１０を加温するために使用される利点を有する。
これは、エンジン１１０により放出される望ましくない燃焼ガスの量が所定の閾値以下にあるような作動温度にエンジン１１０を加温するに要する時間量を減少することになる。
自動車１００が第１運転モードにあるときに冷却材を輸送するために、エンジン駆動式流体ポンプ１１７が設けられている。ポンプの入口１１７ＩＮはエンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０から冷却材を吸引し、ポンプの出口１１７ＯＵＴはエンジン１１０の入口１１０ＩＮに接続され、それによりエンジン１１０の作動時に、冷却材をエンジン１１０とＣＩＭＧ１５０を通して循環させる。
エンジン１１０がオフの時に、冷却材はポンプ１１７によってエンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０との間の循環が妨げられないことを理解すべきである。いくつかの構成では、エンジン１１０がオフの時に冷却材はポンプ１１７をバイパスしうる。
エンジン１１０の出口１１０ＯＵＴは圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０によりクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０に接続されている。圧力軽減サーモスタット１４０はエンジン１１０の出口１１０ＯＵＴからバイパス管１２０ＢＣを経て直接に流体流を受け取る第１入力１４０ＩＮ１と、ラジエータ１２０を介して出口１１０ＯＵＴからの流体流を受ける第２入口１４０ＩＮ２を有する。ラジエータ１２０は従来の仕方でそこを貫流する冷却材を冷却する。
圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０は冷却材の温度に応じてラジエータ１２０とバイパス管路１２０ＢＣを通流する冷却材の相対量を制御する。
エンジン１１０が周囲温度で始動されたときに、より低い温度と比較してより高い冷却材温度では、バイパス管路１２０ＢＣに比してより大きい冷却材量がラジエータ１２０を流れる。
排気ガス循環（ＥＧＲ）クーラー装置１３０と室内ヒータマトリックス１３５はエンジン１１０の出口１１０ＯＵＴと圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０の出口１４０ＯＵＴの間に直列に接続されている。
クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０の入口は圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０の出口１４０ＯＵＴに接続されている。ＣＩＭＧ１５０は制限弁１５２と並列に接続され、制限弁１５２とＣＩＭＧ１５０は直列にトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）１５５に接続されてトランスミッション１０８の油を冷却するように構成される。制限弁１５２とCＩＭＧ１５０とＴＯＣ１５５が各自それらを通流する冷却材の所要流量をそれぞれ受け取るように構成されている。
電動式流体ポンプ１５７がトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）１５５の下流側においてＴＯＣ１５５と圧力逃し弁（ＰＲＶ）１６０の第２入口１６０ＩＮ２との間に接続されている。圧力逃し弁１６０の出口１６０ＯＵＴはエンジン駆動式流体ポンプ１１７の入り口１１７ＩＮに接続されている。
エンジン１１０と圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０を通流する流体は、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０（または制限弁１５２）とトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）１５５を通流し、電気流体ポンプ１５７を経て圧力逃し弁 160へ流れる。別法として、エンジン１１０とＰＲＴ１４０を流れる流体はＰＲＴ１４０からバイパス１５０ＢＣを経て圧力逃し弁１６０に直接流れることができる。この特徴は、エンジン１１０が比較的高速で作動していて比較的大きい冷却材流量がそこを通流する必要があるときに、余分の冷却材がバイパス管路１５０ＢＣを流れ次いでエンジン駆動式流体ポンプ１１７を経てエンジン入口１１０ＩＮに流れるので、ＣＩＭＧ１５０、制限弁１５２及びＴＯＣ１５５が所要の冷却材流量の達成を妨げない、という利点を有する。
圧力逃し弁１６０は、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０ と制限弁１５２を通る流れに対して、バイパス管路１５０ＢＣを流れる冷却材の量が、第１入口１６０ＩＮ1と第２入口１６０ＩＮ２の間の差圧に応答するように構成されている。
圧力逃し弁１６０の第１入口１６０ＩＮ１と第２入口１６０ＩＮ２の流体は、ばね負荷したピストン１６０Ｐの両面に圧力を加えるように構成されていることを理解されたい。このピストンは、ばね要素１６０Ｓにより第１入口１６０ＩＮ１から出口１６０ＯＵＴに流れる流体は実質的に阻止されるが、第２入口１６０ＩＮ２から出口１６０ＯＵＴに流れる流体は許容される位置に向けて偏移される。
第１入口１６０ＩＮ１での流体圧力が第２入口１６０ＩＮ２での圧力に対して相対的に増加するにつれて、第１入口１６０ＩＮ１での圧力は第２入口１６０ＩＮ２での圧力を凌駕し、そして、ばね要素１６０Ｓの偏移が、ピストン１６０Ｐを、第２入口１６０ＩＮ２を通る流れが阻止される位置に変位させる。これは第１入口１６０ＩＮ１を通る冷却材の流量を増大させる。
圧力逃し弁１６０は、ピストン１６０Ｐが第１入口１６０ＩＮ１を通る流れが阻止される位置から最大量だけ変位した時に、第２入口を経由する圧力逃し弁１６０を通る流れのための通路がまだ提供されているように設けられている。この流路は「リーク路」と称することができる。一つの実施形態ではこの特徴はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０を通る流路が、第１入口１６０ＩＮ１での冷却材の圧力に係わりなく許容されることを保証する。
エンジン１１０とクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０ の両者が作動する自動車１００の第１運転モード（並列モード）の運転では、エンジン駆動式流体ポンプ１１７は圧力逃し弁 １６０の第１入口１６０ＩＮ1に比較的大きい圧力を生じ、この圧力はエンジン速度が増すにつれて増大する（従ってエンジン１１０による排熱の生成が増す）。
従って、エンジン１１０が作動しているとき、圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０から流出する比較的大きい割合の冷却材はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）のバイパス管路１５０ＢＣを流れる。
ある実施形態では、電動式流体ポンプ１５７が駆動されていない一方で自動車は並列モードにあるが、ある実施形態ではエンジン１１０が作動しているときにポンプ１５７は駆動されている。
エンジン１１０がオフで、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０だけが作動している第２運転モード（ＥＶモード）の運転では、圧力逃し弁入口１６０ＩＮ１での冷却材の圧力は比較的低く、圧力逃し弁 １６０ピストン１６０Ｐは、バイパス管路１５０ＢＣを流れる冷却剤を実質的に阻止するように変位される。
ＥＶモードでは、管路１５０ＢＣを経てクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０をバイパスする冷却材圧力逃し弁は、ＣＩＭＧ１５０の有用な冷却に寄与しないので、この冷却材を圧送するのに使用されるエネルギーは無駄になると考えられる。
従って、図２の構成では、電動式流体ポンプ１５７が圧力逃し弁１６０の第１入口１６０ＩＮ1と第２入口１６０ＩＮ２の間の箇所に設けられ、電動式流体ポンプ１５７が作動しているときにそれが第１入口１６０ＩＮ1と第２入口１６０ＩＮ２の間の圧力差を増大するように作用し、それによりピストン１６０Ｐを押して第１入口１６０ＩＮ１を閉じる。
こうして、電動式流体ポンプ１５７は、流体がクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）のバイパス管路１５０ＢＣを流れないが、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０または制限弁１５２を通しては流れる状態に、圧力逃し弁１６０を偏倚させる。
この特徴は小型の電動式流体ポンプ１５７（または減少した輸送流量で作動する寸法の流体ポンプ１５７）の使用を可能にし、それによりポンプ１５７により消費される電力量を減じる。これはＥＶモードにおいて増大できる自動車１００の範囲が増加できるという利点を有する。
従って、本発明のいくつかの実施形態は、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０により生成された排熱がエンジン１１０を加温するために使用できるので、ＥＶモードでの運転中に改善されたエンジン温度管理を可能にする。バイパス管路１５０ＢＣがＥＶモードでの運転時に実質的に閉鎖状態に維持できるからである。さらに、ＥＶモードでの運転時には、エンジン１１０を流れる冷却材の流れを維持するのに必要な電気エネルギーの量が減じる。なぜなら、ＥＶモードでの運転時にはクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）のバイパス管路１５０ＢＣが実質的に閉鎖状態に維持できるからである。
図２の構成は、圧力逃し弁１６０が機械的な装置であり、冷却材圧力の変動に対する圧力逃し弁１６０の応答が実質的に瞬時である、という利益を有する。さらに、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）のバイパス管路１５０ＢＣを通流する冷却材の流れを制御するためには、電動式弁と制御装置は必要でない。
しかし、若干の構成では、圧力逃し弁１６０は一以上の電動式弁、一以上の感知器、及び制御器により置換してもよい。制御器は圧力逃し弁１６０が設置された場合と実質的に同じ流体流を得るために弁を制御するように構成することができる。
従って、制御器は、圧力感知器と自動車１００の選択された運転モード（並列またはＥＶモード）により決定される圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０の出口１４０ＯＵＴでの流体圧力に応答して弁を制御するように構成しうる。
自動車１００が並列モード運転にある時、制御器はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０を通るバイパス管路１５０ＢＣを流れる冷却材流を制御し、それによりＣＩＭＧ１５０の適当な冷却と同時にエンジン１１０を流れる冷却材の十分な流量を維持するように構成できる。
ＥＶモードにある時、制御器はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）のバイパス管路１５０ＢＣを流れる流体を実質的に阻止するように構成されている。
いくつかの構成では、電動流体ポンプ１５７は、自動車１００が、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０を流れる冷却材の流量を増すために、エンジン駆動式流体ポンプ１１７に加えて並列モードにある時に作動できることを理解すべきである。
この特徴は、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１１０が、例えばトルク助成モードで比較的大きい量のトルクを発生しているときまたは発電器として作用しているときに、増大した量の廃熱を発生している状況で有用である。
例えば、ある実施形態では、再生的制動中または制動が不要な場合であるが電池１００Ｂの充電が必要な場合に、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０は比較的大量の電流を発生するように構成できる。エンジン駆動式流体ポンプ１１７単独で供給される冷却材流量はＣＩＭＧ１５０の適宜の冷却を提供するには十分でありうる。こうして、電気動式流体ポンプ１５７はＣＩＭＧ１５０を流れる冷却材の流量を増大するために使用できる。
ある実施形態では、エンジン駆動式流体ポンプ１１７は電動式流体ポンプであってもよい。このような若干の形態では、第２の電動式流体ポンプ１５７が使用できる。
図２の構成では、ラジエータ１２０の入り口１２０ＩＮは、そこを通して流れる流体の一部が脱ガスタンク１２５を通して引かれることを許容するように脱ガスコネクター１２７を有する。脱ガスタンク１２５は冷却材の流れに含まれる気体がタンク１２５から大気中へ放出されるように構成されている。
タンク１２５はエンジン駆動式流体ポンプ１１７の流体入口１１７ＩＮに接続された出口１２４ＯＵＴを有する。ポンプ１１７の作用は冷却材を脱気タンク１２５を通して吸引することである。
脱気タンク１２５は浸漬管１２５Ｔを有し、この浸漬管は、入口１２５ＩＮを通して脱気タンク１２５に流入する流体を、脱気タンク中の冷却材の正規の期待される作動レベルよりも低領域でタンクに導入するように構成されている。
この特徴は、もしも冷却材の逆流がタンクを通して起きるならば、すなわち、冷却材が出口１２５ＯＵＴを通して脱気タンク１２５に流入したら、脱気タンク１２５内に含まれる気体は入口１２５ＩＮを経てタンクから押し出されないという利点を有する。むしろ図示の構成では、冷却材の脱気タンク１２５への逆流は、浸漬管１２５Ｔのために、タンクから入口１２５ＩＮを通して出る冷却材（気体ではなく）の流れとなる。
図３は図２の構成と類似の構成による自動車の冷却回路の一部の構成を示す。ただし、異なった構成の接続部品が図示部分に用いられている。図示しない部分は図２の構成と実質的に同一である。
図２の要素と同一の図３の実施例の同様の特徴は添え字１の代わりに添え字２で示した。
室内ヒータマトリックス２３５の出口２３５ＯＵＴは第１コネクタ部品２４１により圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）２４０の出口に接続されている。第１コネクタ部品２４１は２つの出口、すなわち一方はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）バイパス管路２５０ＢＣへの出口及び他方は制限器２５２の入口２５２ＩＮへの出口、を有する。一方制限器２５０はトランスミッションオイルクーラ２５５へ直列に接続されている。
クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）２５０の入口２５０ＩＮは、第1コネクタ部品２４１の下流で且つバイパス管路２５０ＢＣの上流で、Ｔ形コネクタ２４２の形の第２コネクタ部品２４２によりＰＲＴ２４０の出口２４０ＯＵＴに接続されている。クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）２５０の出口２５０ＯＵＴは、Ｔ形コネクタ２４３の形の第３のコネクタ部品２４３によりトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）２５５の入口２５５ＩＮに接続されている。
ある実施形態では、図３の構成の冷却回路は図２の構成よりも少ない部品を使用して組み立てうる。
図４は図２の実施形態の冷却回路の一部を示し、圧力逃し弁１６０はより一般的な圧力逃し弁１６１に置換されている。圧力逃し弁１６１は、単一入口で二出口の圧力逃し弁１６０とは異なり、一入口１６１Ｎ及び一出口１６１ＯＵＴを有する。冷却材は、従来の方法に従って、入口圧力が所定量だけ出口圧力を超えるときに、圧力逃し弁１６１を入口１６１ＩＮから出口１６１ＯＵＴへ流れることができる。冷却材は出口１６１ＯＵＴから入口１６１ＩＮへと逆方向に流れることを阻止される。
図４の実施例では、電動式流体ポンプ１５７の出口はＴコネクタ１６１Ｔにより圧力逃し弁１６１からエンジン駆動式流体ポンプ１１７への管路に接続されている。
使用において、圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）１４０の冷却材出口１４０ＯＵＴから流出する流体は、圧力逃し弁１６１が閉じられた時、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０ 又は 制限弁１５２を通して流れることが理解されよう。圧力逃し弁１６１はエンジン１１０がスイッチオフされたときに閉じられるように構成されている。ある実施形態では、圧力逃し弁１６１はエンジン１１０が比較的低速で作動しているときにも閉じられうる。
ある実施形態では、エンジン１１０がスイッチオンされた時、圧力逃し弁１６１は運転状態のエンジン１１０による冷却材圧力の増加が逃し弁１６１を少なくとも部分的に開放させるに十分であるように構成されている。したがって流体はバイパス管路１５０ＢＣを流れることができる。
エンジン１１０がオフのとき（及びエンジン駆動式流体ポンプ１１７も流体を圧送しない）、電動式流体ポンプ１１７は、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０を冷却することが必要な時にスイッチオンされることを理解すべきである。ある実施形態では電動式流体ポンプ１１７はクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０を冷却する必要な時は常に、たとえエンジン１１１が運転中であっても、スイッチオンされることを理解すべきである。ある実施形態では、電動式流体ポンプ１１７の存在が、エンジン１１０のオンの時もオフの時にも、ＣＩＭＧ１５０とトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）１５５に適当な冷却材の流れを確保するのに有利であることを理解すべきである。
本発明のいくつかの実施形態は、エンジン１１０の作動中及び休止中、並びにクランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０の作動中及び休止中に、適当な流量の冷却材がエンジン１１０、クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）１５０及びトランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）１５５に流れるように構成できる利点を有する。さらに、ＣＩＭＧ１５０から発生され、ＣＩＭＧ冷却材出口から冷却材により運ばれる排熱は、エンジン１１０をスイッチオフした時にエンジン１１０を加温するために使用できる。この特徴は、もしもエンジン１１０が続いて再始動されたならば、エンジン１１０はそれがないときよりも高い温度にあることができる利点を有する。こうしてある実施形態ではエンジン１１０による不所望の放出量が減じる。
本明細書の記述及び請求の範囲を通じて、「comprise」及び「contain」、並びに当該単語の変化形、例えば「comprising」及び「comprises」は、「含むが限定的ではない」ことを意味し、他の部分、添加剤、部品、整数又は工程を除外する趣旨ではないし、除外するものでもない。
本明細書の記述及び請求の範囲を通じて、特に断りのない限り単数形は複数形を包含する。とりわけ、不定冠詞が使用されているとき、特に断りのない限り明細書は複数形及び単数形を企図していることが理解される。
本発明の特定の側面、実施形態又は実施例に関して記述した特徴、整数、特性、化合物、化学的部分又は官能基は、矛盾のない限り、その他の側面、実施形態又は実施例にも適用可能であることが理解される。
本出願は２０１１年３月１６日に出願された英国特許出願第１１０４３８１．７の優先権を主張し、その全内容を本明細書に援用する。
１００ 自動車
１００Ｂ バッテリー
１０１、１０２ 前輪
１０３、１０４ 後輪
１０９ 補助ドライブライン
１０７ クラッチ
１０８ トランスミッション
１１０ 内燃エンジン
１１０ＩＮ エンジンの入口
１１０ＯＵＴ エンジンの出口
１１７ エンジン駆動式流体ポンプ
１１７ＩＮ ポンプの入口
１１７ＯＵＴ ポンプの出口
１２０ ラジエータ
１２０ＢＣ バイパス管
１４０ 圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）
１４０ＩＮ１ 第１入力
１４０ＩＮ２ 第２入口
１３０ 排気ガス循環（ＥＧＲ）クーラー装置
１３５ 室内ヒータマトリックス
１４０ＯＵＴ 出口
１５０ クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）
１５０ＢＣ バイパス管路
１５２ 制限弁
１５５ トランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）
１５７ 電動式流体ポンプ
１６０ 圧力逃し弁（ＰＲＶ）
１６０ＩＮ２ 第２入口
１６０ＯＵＴ 出口
１６０Ｐ ピストン
１６０Ｓ ばね要素
２３５ 室内ヒータマトリックス
２３５ＯＵＴ 室内ヒータマトリックスの出口
２４０ 圧力軽減サーモスタット（ＰＲＴ）
２４０ＯＵＴ 出口
２４１ 第１コネクタ部品
２４２ Ｔ形コネクタ（第２のコネクタ部品）
２４３ Ｔ形コネクタ（第３のコネクタ部品）
２５０ クランクシャフト集積型モータ／発電機（ＣＩＭＧ）
２５０ＯＵＴ 出口
２５０ＩＮ 入口
２５０ＢＣ バイパス管路
２５２ＩＮ 入口
２５２ＯＵＴ 出口
２５５ トランスミッションオイルクーラ（ＴＯＣ）
２５５ＩＮ 入口

Claims (13)

  1. 自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されるように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械とを備え、前記エンジンと前記少なくとも一つの電気機械は前記冷却回路内で直列に接続されており、前記エンジンが作動中、前記冷却材の少なくとも一部が前記電気機械をバイパスするように構成されたバイパス部が設けられており、前記バイパス部はエンジンを通流する流体が前記冷却回路内の冷却材の圧力に応じて前記電気機械をバイパスするように作動可能であるハイブリッド電気自動車。
  2. 前記自動車は、エンジンが自動車を駆動するトルクを生じる第１運転モードと、エンジンが停止し且つ少なくとも一つの電気機械が自動車を駆動するトルクを生じる第２運転モードで運転でき、そして、前記バイパス部は自動車が第１運転モードにあるときエンジンを通流する冷却材の少なくとも一部が電気機械をバイパスするように構成されている、請求項１に記載の自動車。
  3. 前記自動車は、第１運転モードにある時に、エンジンと少なくとも一つの電気機械が作動するように運転できる請求項２に記載の自動車。
  4. 冷却材をエンジンに通流させるための第１流体ポンプと、冷却材を少なくとも一つの電気機械に通流させるための第２流体ポンプが設けられ、そしてこの第２流体ポンプは前記少なくとも一つの電気機械に直列に且つバイパス部に対して並列に設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車。
  5. 冷却回路中に圧力逃し弁（ＰＲＶ）が設けられており、バイパス部を経て電気機械をバイパスする冷却材がＰＲＶを通流することを要する請求項１〜４の何れか一項に記載の自動車。
  6. 前記ＰＲＶは、前記エンジンからの冷却材の流れが、前記ＰＲＶの冷却材入口と冷却材出口の間の圧力差に依存して、前記バイパス部を介して前記電気機械をバイパスするように構成されている、請求項５に記載の自動車。
  7. 前記ＰＲＶの冷却材出口は前記電気機械の冷却材出口に流体連通するように設けられている請求項６に記載の自動車。
  8. 前記電気機械は圧力逃し弁（ＰＲＶ）により冷却材回路に接続されており、このＰＲＶは、
    エンジンの冷却材出口から冷却材を受け取るように構成された第１流体入口と、
    少なくとも一つの電気機械の流体出口から冷却材を受け取るように構成された第２流体入口と、
    エンジンの冷却材入口に流体連通した冷却材出口とを有し、
    そしてこのＰＲＶは、その第１流体入口及び第２流体入口の間の圧力差に応じて、エンジンの冷却材出口からの冷却材の流れが前記電気機械をバイパスするように作動可能である、請求項１〜４の何れか一項に記載の自動車。
  9. 前記ＰＲＶの冷却材出口は前記第１流体ポンプを介して前記エンジンの冷却材入口に流体連通している請求項４に従属する請求項８に記載の自動車。
  10. 前記ＰＲＶは、前記バイパス部を通る流体の流量が、前記第１流体入口と前記第２流体入口の間の圧力差に応答するように作動しうる請求項８又は９に記載の自動車。
  11. 第２流体ポンプは、それが作動しているときにＰＲＶの第２流体入口を通る冷却材の流量が増大するように構成されている、請求項４に従属する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の自動車。
  12. 第２流体ポンプが作動しているときであってエンジンが停止しているときに、ＰＲＶの第１流体入口を通る冷却材の流れが実質的に阻止されるように、第２流体ポンプがＰＲＶの第１流体入口と第２流体入口の間に設けられている、請求項１１に記載の自動車。
  13. ハイブリッド電気自動車の駆動手段を冷却する方法であって、前記駆動手段は自動車の冷却回路を通流する冷却材により冷却されるように構成された、エンジンと少なくとも一つの電気機械を備え、エンジンと少なくとも一つの電気機械は該回路内で直列に接続されており、エンジンが作動中、該冷却材の少なくとも一部が電気機械をバイパスする工程を含み、エンジンを通流する流体は前記冷却回路内の冷却材の圧力に応じて前記電気機械をバイパスする方法。
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