JP7464011B2 - 電気自動車用冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車用冷却システムに関する。

下記特許文献１には、ハイブリッド自動車に関する発明が開示されている。このハイブリッド自動車は、エンジン用ラジエータと、ハイブリッド用ラジエータとを備えている。このため、エンジン用ラジエータでエンジンを冷却し、ハイブリッド用ラジエータでインバータ装置及びモータを冷却することができる。

特開２０１０－１８０５７号公報

ところで、上記先行技術を電気自動車に適用する場合、電気自動車には、エンジンが搭載されていないため、エンジン用ラジエータが不要となる。一方で、上記先行技術におけるエンジン用ラジエータ及びハイブリッド用ラジエータは、車両のパワーユニットを冷却するという点において同じものであり、上記先行技術を自動運転車両に適用する場合、自動運転制御機器を冷却するためのラジエータが別途必要となる。

しかしながら、上記特許文献では、自動運転制御機器の冷却について言及されていない。また、上記特許文献では、エンジン用ラジエータと、ハイブリッド用ラジエータとが車両前後方向から見て重なるように配置されており、上記先行技術を自動運転可能な電気自動車に適用したとしても、各ラジエータの冷却効率を確保することが困難となる。このため、上記先行技術は、自動運転可能な電気自動車において、パワーユニット及び自動運転制御機器の冷却効率を確保するという点において改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、自動運転可能な電気自動車において、パワーユニット及び自動運転制御機器の冷却効率を確保することができる電気自動車用冷却システムを得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車両用冷却システムは、車両に搭載されると共に、電力で駆動されるパワーユニットを冷却可能な第１ラジエータと、前記車両に搭載されると共に前記第１ラジエータの車両幅方向一方側及び車両幅方向他方側の少なくとも一方に車両前後方向から見て当該第１ラジエータと重ならないように配置され、当該車両の自動運転を制御する自動運転制御機器を冷却可能な第２ラジエータと、前記車両のフレームの車両幅方向外側の部分に支持されると共に、車両上下方向に延在する支持部と、前記支持部のみに支持され、当該支持部の車両上側の部分から車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に延出されると共に、車両上側を構成する上壁部と、当該上壁部の車両前側の周縁部から車両下側に延出された第１側壁部と、を含み、前記第２ラジエータの車両上側の部分を支持する上側延出部と、前記支持部のみに支持され、当該支持部の車両下側の部分から車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に延出されると共に、車両下側を構成する下壁部と、当該下壁部の車両前側の周縁部から車両上側に延出された第２側壁部と、を含み、前記第２ラジエータの車両下側の部分を支持する下側延出部と、を有している。

請求項１に記載の本発明によれば、車両に第１ラジエータが搭載されており、車両のパワーユニットが電力で駆動されることで当該パワーユニットが熱を帯びても、当該第１ラジエータによって、当該パワーユニットを冷却することができる。

また、本発明では、車両に第２ラジエータが搭載されており、作動することで熱を帯びた自動運転制御機器を第２ラジエータで冷却することができる。

ところで、車両前後方向から見て第１ラジエータと第２ラジエータとが重なるように配置されていると、第１ラジエータ及び第２ラジエータの一方側から流れる熱風が第１ラジエータ及び第２ラジエータの他方側に流れることとなり、これらの冷却効率を確保することが困難となる。

ここで、本発明では、第２ラジエータが、第１ラジエータの車両幅方向一方側及び車両幅方向他方側の少なくとも一方に車両前後方向から見て当該第１ラジエータと重ならないように配置されている。このため、第１ラジエータ及び第２ラジエータの一方側から流れる熱風が第１ラジエータ及び第２ラジエータの他方側に流れることを抑制することができる。
また、本発明によれば、車両のフレームの車両幅方向外側の部分に車両上下方向に延在する支持部が支持されている。そして、支持部の車両上側の部分から車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に上側延出部が延出されており、当該上側延出部によって、第２ラジエータの車両上側の部分が支持されている。
一方、支持部の車両下側の部分からは、車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に下側延出部が延出されており、当該下側延出部によって、第２ラジエータの車両下側の部分が支持されている。
このため、本発明では、車両上下方向から見て第２ラジエータを車両前後方向に対して傾斜した状態で配置することができる。

請求項２に記載の本発明に係る電気自動車用冷却システムは、請求項１に記載の発明において、前記第２ラジエータは、車両幅方向に間隔をあけて一対となって配置されている。

請求項２に記載の本発明によれば、自動運転制御機器の作動時の温度が低い場合や必要な放熱量が小さい場合には、１つの第２ラジエータを作動させ、自動運転制御機器の作動時の温度が高い場合や必要な放熱量が大きい場合には、２つの第２ラジエータを作動させることができる。

請求項３に記載の本発明に係る電気自動車用冷却システムは、請求項２に記載の発明において、一方の前記第２ラジエータには、当該一方の当該第２ラジエータで冷却された前記冷却水を前記自動運転制御機器側に流出させる第１流出配管と、当該自動運転制御機器側から流れてきた当該冷却水を当該一方の当該第２ラジエータに流入させる第１流入配管と、が接続され、他方の前記第２ラジエータには、当該他方の当該第２ラジエータで冷却された前記冷却水を前記自動運転制御機器側に流出させる第２流出配管と、当該自動運転制御機器側から流れてきた当該冷却水を当該一方の当該第２ラジエータに流入させる第２流入配管と、が接続され、前記一方の前記第２ラジエータと前記自動運転制御機器との間での第１熱交換と、前記他方の前記第２ラジエータと当該自動運転制御機器との間での第２熱交換と、が許容された状態において、前記第１流出配管と前記第２流出配管との第１接続と、前記第１流入配管と前記第２流入配管との第２接続と、を許容し、当該第１熱交換及び当該第２熱交換の何れか一方が制限された状態において、当該第１接続及び当該第２接続を制限すると共に当該一方が制限された当該第２ラジエータ側への前記冷却水の流入及び当該第２ラジエータ側からの当該冷却水の流出を制限する流路切替部と、をさらに有している。

請求項３に記載の本発明によれば、一方の第２ラジエータに第１流出配管と、第１流入配管とが接続されている。そして、第１流出配管を介して一方の第２ラジエータで冷却された冷却水が自動運転制御機器側に流出し、当該冷却水で当該自動運転制御機器を冷却することができる。また、第１流入配管を介して自動運転制御機器側から流れてきた冷却水が、一方の第２ラジエータに流入し、当該冷却水が当該一方の第２ラジエータによって冷却される。

また、他方の第２ラジエータには、第２流出配管と、第２流入配管とが接続されている。そして、第２流出配管を介して他方の第２ラジエータで冷却された冷却水が自動運転制御機器側に流出し、当該冷却水で当該自動運転制御機器を冷却することができる。また、第２流入配管を介して自動運転制御機器側から流れてきた冷却水が、他方の第２ラジエータに流入し、当該冷却水が当該第２ラジエータによって冷却される。

ところで、車両の走行中において、一方の第２ラジエータ又は他方の第２ラジエータに不具合が生じると、車両の自動運転に支障が出ることが考えられる。このような場合には、車両が安全な場所に退避するまでの間、一方の第２ラジエータ及び他方の第２ラジエータのうち、不具合が生じていない一方のみで、自動運転制御機器を冷却できることが好ましい。

ここで、本発明では、流路切替部を備えており、一対の第２ラジエータの状態に応じて、冷却水の流路を変更することが可能となっている。

詳しくは、流路切替部は、一方の第２ラジエータと自動運転制御機器との間での第１熱交換と、他方の第２ラジエータと当該自動運転制御機器との間での第２熱交換とが許容された状態において、第１流出配管と第２流出配管との第１接続と、第１流入配管と第２流入配管との第２接続とを許容する。

つまり、本発明では、一対の第２ラジエータが正常に運転している状態において、第１流出配管及び第２流出配管から流出した冷却水が合流して自動運転制御機器側に流れ込むようになっている。また、自動運転制御機器側から流出した冷却水は、一方の第２ラジエータ側と他方の第２ラジエータ側とのそれぞれに分かれて流れていくようになっている。

一方、第１熱交換及び第２熱交換の何れか一方が制限された状態において、流路切替部は、第１接続及び第２接続を制限すると共に、当該一方が制限された第２ラジエータ側への冷却水の流入及び当該第２ラジエータ側からの当該冷却水の流出を制限する。

つまり、本発明では、一対の第２ラジエータのうち一方の第２ラジエータが機能していない異常状態において、当該一方の第２ラジエータが冷却水の流路の流路から切り離されることとなる。そして、一対の第２ラジエータのうち機能している他方の第２ラジエータによって、自動運転制御機器に対する一定の冷却性能の確保を図ることができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る電気自動車用冷却システムは、自動運転可能な電気自動車において、パワーユニット及び自動運転制御機器の冷却効率を確保することができるという優れた効果を有する。
また、本発明に係る電気自動車用冷却システムは、ラジエータを車両の意匠面に沿うように配置することができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係る電気自動車用冷却システムは、自動運転制御機器の作動時の温度や必要な放熱量に対して、ラジエータの冷却性能を適切に確保することができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る電気自動車用冷却システムは、自動運転制御機器の冷却性能を十分に確保できない異常状態において、車両の一定の走行性能の確保を図ることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る電気自動車用冷却システムの通常時の状態を模式的に示す回路図である。 本実施形態に係る電気自動車に搭載された自動運転ＥＣＵ及びその周辺の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電気自動車に搭載された自動運転ＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電気自動車用冷却システムの異常時の状態を模式的に示す回路図である。 本実施形態に係る電気自動車に搭載されたメインＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電気自動車に搭載されたメインＥＣＵ及びその周辺の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電気自動車用冷却システムの第２ラジエータのフレームへの取付状態を示す車両前側から見た正面図である。 本実施形態に係る電気自動車用冷却システムの第１ラジエータ及び第２ラジエータのフレームへの取付状態を模式的に示す車両上側から見た平面図である。 本実施形態に係る電気自動車用冷却システムが搭載された車両の構成を模式的に示す側面図である。

以下、図１～図９を用いて、本発明に係る電気自動車用冷却システムの実施形態の一例について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは、本実施形態に係る「電気自動車用冷却システム１０（以下、冷却システム１０と称する）」が搭載された電気自動車である「車両１２」の車両前側を示しており、矢印ＵＰは車両上側を示しており、矢印ＲＨは車両幅方向右側を示している。

図９に示されるように、車両１２は、鋼製の車体１４と、車体１４を支持する鋼製の「フレーム１６」とを備えており、所謂フレーム構造とされている。

フレーム１６は、図８にも示されるように、互いに対して車両幅方向に間隔をあけて配置された一対のサイドフレーム１８、サイドフレーム１８間に架け渡された複数のクロス部２０、ラジエータマウント２２及びパワーユニットマウント２４を備えている。なお、フレーム１６は、基本的に車両前後方向及び車両幅方向において対称な構成とされているため、以下では、フレーム１６の構成についての説明を適宜省略することとする。

サイドフレーム１８は、全体的には車両前後方向に延在しており、フロントフレーム部１８Ａ、メインフレーム部１８Ｂ、キック部１８Ｃを含んで構成されると共に、車両前後方向から見た断面が閉断面とされた閉断面構造とされている。

より詳しくは、フロントフレーム部１８Ａは、サイドフレーム１８の車両前側の部分を構成すると共に、車両前後方向に直線的に延在している。このフロントフレーム部１８Ａの車両前側の端部には、取付板部１８Ｄが設けられており、この取付板部１８Ｄには、図示しないフロントバンパリインフォースメントが取り付けられている。

また、フロントフレーム部１８Ａには、車体１４の車両前側の部分を支持する一対のマウント部１８Ｅが車両前後方向に間隔をあけて設けられており、マウント部１８Ｅ間には、サスペンションタワー２６が設けられている。

メインフレーム部１８Ｂは、サイドフレーム１８の車両前後方向中央側の部分を構成しており、フロントフレーム部１８Ａの車両幅方向外側でかつ車両下側に配置されると共に、車両前後方向に直線的に延在している。このメインフレーム部１８Ｂには、車両前後方向に間隔をあけて車体１４の車両前後方向中央側の部分を支持する複数のマウント部１８Ｆが設けられている。

キック部１８Ｃは、フロントフレーム部１８Ａとメインフレーム部１８Ｂとの間に介在している。このキック部１８Ｃは、車両上下方向から見てフロントフレーム部１８Ａから車両後側でかつ車両幅方向外側に延出されると共に、車両幅方向から見てフロントフレーム部１８Ａから車両後側でかつ車両下側に延出されている。

ラジエータマウント２２は、固定部２２Ａと、ラジエータ支持部２２Ｂとを含んで構成されており、固定部２２Ａは、一対のサイドフレーム１８のそれぞれに対して設けられていると共に、サイドフレーム１８に車両下側から溶接等による図示しない接合部で接合されている。

一方、ラジエータ支持部２２Ｂは、車両幅方向に延在すると共に車両幅方向から見た断面が車両下側に開放されたＵ字状とされた溝形鋼で構成されており、その端部が固定部２２Ａに車両下側から溶接等による図示しない接合部で接合されている。

このラジエータ支持部２２Ｂには、車両上下方向に貫通された図示しない一対の被挿通部が、車両幅方向に間隔をあけて設けられており、当該被挿通部を介して、冷却システム１０の一部を構成すると共にパワーユニット４８の冷却に用いられる第１ラジエータとしての「センターラジエータ２８」が取り付けられている。

詳しくは、センターラジエータ２８は、センターラジエータ２８の車両幅方向一方側と他方側とのそれぞれに配置されると共に冷却水が貯留可能とされた一対のタンク部２８Ａと、タンク部２８Ａ間に配置されると共に当該冷却水の冷却に用いられるコア部２８Ｂとを含んで構成されている。

また、タンク部２８Ａの車両下側の端部には、当該端部から車両下側に突出すると共に、雌ねじ部が設けられた円筒状の図示しない突起部が設けられている。そして、この突起部に、図示しないゴムブッシュが取り付けられると共に、ラジエータ支持部２２Ｂの被挿通部にゴムブッシュの一部が挿入された状態で、当該突起部に締結部材が締結されることで、センターラジエータ２８は、ラジエータ支持部２２Ｂに固定されている。

また、タンク部２８Ａの車両後側の部分には、図示しない取付部材を介して冷却システム１０の一部を構成する冷却ファン３０が取り付けられている。そして、冷却ファン３０によってセンターラジエータ２８のコア部２８Ｂが冷却されるようになっている。

一方、車両幅方向左側のサイドフレーム１８には、サイドラジエータ支持部３２を介して第２ラジエータとしての「サイドラジエータ４０」が取り付けられており、車両幅方向右側のサイドフレーム１８には、サイドラジエータ支持部３２を介して第２ラジエータとしての「サイドラジエータ４４」が取り付けられている。なお、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４は、後述する「自動運転制御機器７６」の冷却に用いられている。

サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４は、同様の構成とされると共に、サイドフレーム１８に同様に取り付けられているため、以下では、サイドラジエータ４０及びその周辺構成を中心に説明し、サイドラジエータ４４及びその周辺構成についての説明は、適宜省略することとする。

図７に示されるように、サイドラジエータ４０は、サイドラジエータ４０の車両幅方向一方側と他方側とのそれぞれに配置された一対のタンク部４０Ａと、タンク部４０Ａ間に配置されたコア部４０Ｂとを含んで、基本的にセンターラジエータ２８と同様の構成とされている。

また、タンク部４０Ａの車両後側の部分には、図示しない取付部材を介して冷却システム１０の一部を構成する冷却ファン４２が取り付けられている。そして、冷却ファン４２によってサイドラジエータ４０のコア部４０Ｂが冷却されるようになっている。

また、サイドラジエータ４４は、一対のタンク部４４Ａと、コア部４４Ｂとを含んでサイドラジエータ４０と同様の構成とされており、タンク部４４Ａの車両後側の部分には、図示しない取付部材を介して冷却システム１０の一部を構成する冷却ファン４６が取り付けられている。そして、冷却ファン４６によってサイドラジエータ４４のコア部４４Ｂが冷却されるようになっている。

一方、サイドラジエータ支持部３２は、支持部としての「ベース部材３４」、上側延出部としての「アッパーステー３６」及び下側延出部としての「ロワーステー３８」を含んで構成されている。詳しくは、ベース部材３４は、車両上下方向に延在すると共にアングル鋼で構成されており、その車両幅方向内側の部分を構成すると共に板厚方向を車両幅方向とされた側壁部３４Ａと、その車両前側の部分を構成すると共に板厚方向を車両前後方向とされた前壁部３４Ｂとを含んで構成されている。

そして、ベース部材３４は、マウント部１８Ｅとサスペンションタワー２６との間に配置されると共に、側壁部３４Ａが図示しない取付部材でフロントフレーム部１８Ａの車両幅方向外側の部分に取り付けられることで、フレーム１６に対して支持されている。

アッパーステー３６は、ベース部材３４の車両上側の部分に設けられており、上壁部３６Ａ、前壁部３６Ｂ及び側壁部３６Ｃを含んで、側壁部３６Ｃから車両後方外側に延出されている。詳しくは、上壁部３６Ａは、アッパーステー３６の車両上側の部分を構成しており、板厚方向を車両上下方向とされた板状とされている。

前壁部３６Ｂは、アッパーステー３６の車両前側の部分を構成すると共に板厚方向を車両前後方向とされた板状とされており、前壁部３４Ｂに車両後側から当接された状態で複数の取付部材３９を介して取り付けられている。

側壁部３６Ｃは、前壁部３６Ｂの車両幅方向外側の周縁部から車両後方外側に延出された板状とされている。そして、アッパーステー３６における上壁部３６Ａ及び側壁部３６Ｃで構成された部分は、当該部分の延在方向から見た断面がＬ字状とされている。

一方、ロワーステー３８は、下壁部３８Ａ、前壁部３８Ｂ及び側壁部３８Ｃを含んで、車両上下方向においてアッパーステー３６と鏡像対称な構成とされている。そして、ロワーステー３８は、アッパーステー３６と同様に、取付部材３９を介してベース部材３４の車両下側の部分に取り付けられている。

上記のように構成されたサイドラジエータ支持部３２では、アッパーステー３６にサイドラジエータ４０の車両上側の部分が図示しない取付部材で取り付けられており、ロワーステー３８にサイドラジエータ４０の車両下側の部分が図示しない取付部材で取り付けられている。つまり、アッパーステー３６は、サイドラジエータ４０の車両上側の部分をベース部材３４に対して支持しており、ロワーステー３８は、サイドラジエータ４０の車両下側の部分をベース部材３４に対して支持している。

そして、本実施形態では、上述したようにサイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４がサイドラジエータ支持部３２で支持されることで、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４が、センターラジエータ２８の車両幅方向外側において、車両前後方向から見てセンターラジエータ２８と重ならないように配置された状態となっている。

図８に戻り、パワーユニットマウント２４は、車両幅方向に延在すると共に、サスペンションタワー２６の車両下側において、フロントフレーム部１８Ａ同士を車両幅方向に繋いでいる。そして、パワーユニットマウント２４には、走行制御機器５２の一部を構成すると共に、電力で駆動される「パワーユニット４８」が取り付けられている。

また、フレーム１６のメインフレーム部１８Ｂ間には、バッテリ５０が配置されており、パワーユニット４８には、バッテリ５０から電力が供給されるようになっている。そして、パワーユニット４８及びバッテリ５０は、車両１２の走行を制御する走行制御機器５２の一部を構成している。

詳しくは、走行制御機器５２は、図６に示されるように、上述したパワーユニット４８、バッテリ５０及びこれらを制御するメインＥＣＵ５４を備えている。詳しくは、メインＥＣＵ５４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５４Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５４Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５４Ｃ、ストレージ５４Ｄ、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ Ｆａｃｅ）５４Ｅ及び入出力Ｉ／Ｆ５４Ｆを含んで構成されている。そして、ＣＰＵ５４Ａ、ＲＯＭ５４Ｂ、ＲＡＭ５４Ｃ、ストレージ５４Ｄ、通信Ｉ／Ｆ５４Ｅ及び入出力Ｉ／Ｆ５４Ｆは、バス５４Ｇを介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ５４Ａは、中央演算処理ユニットとされており、各種プログラムの実行によって各種機器の制御が可能とされている。具体的には、ＣＰＵ５４Ａは、ＲＯＭ５４Ｂからプログラムを読み出し、ＲＡＭ８４Ｃを作業領域としてプログラムを実行可能とされている。そして、ＲＯＭ５４Ｂに記憶された実行プログラムが、ＣＰＵ５４Ａで読み出されて実行されることで、メインＥＣＵ５４は、後述するように、種々の機能を発揮することが可能となっている。

より詳しくは、ＲＯＭ５４Ｂには、パワーユニット４８及びバッテリ５０の制御等に関する各種プログラム及び各種データが記憶されている。一方、ＲＡＭ５４Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶することが可能となっている。

ストレージ５４Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）を含んで構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラムを記憶可能とされている。

通信Ｉ／Ｆ５４Ｅは、メインＥＣＵ５４と種々のネットワークとの接続に用いられるインターフェースとされており、後述する自動運転ＥＣＵ７８等と通信することが可能とされている。このインターフェースには、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格が用いられる。また、通信Ｉ／Ｆ８４Ｅは、無線装置を備えていてもよい。

入出力Ｉ／Ｆ８４Ｆは、メインＥＣＵ５４が車両１２に搭載された各種機器と通信するためのインターフェースとされている。そして、メインＥＣＵ５４は、入出力Ｉ／Ｆ５４Ｆを介してパワーユニット４８及びバッテリ５０のそれぞれに相互に通信可能に接続されている。

次に、図５を用いてメインＥＣＵ５４の機能構成について説明する。メインＥＣＵ５４は、ＣＰＵ５４ＡがＲＯＭ５４Ｂに記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって、パワーユニット制御部５６及びバッテリ制御部５８の集合体として機能する。

詳しくは、パワーユニット制御部５６は、図示しない操作装置から入力される運転者の操作に基づく操作信号や後述する自動運転ＥＣＵ７８から入力される制御信号に基づき、パワーユニット４８を制御する。

バッテリ制御部５８は、パワーユニット制御部５６の制御によってパワーユニット４８が駆動するのに必要な電力が、バッテリ５０からパワーユニット４８に供給されるように、バッテリ５０を制御する。

一方、車体１４は、外形が車両前後方向に延びる略直方体状とされた箱状とされる共に、乗員の居住スペースである車室の主な部分を構成している。この車体１４は、基本的には、車両前後方向及び車両幅方向において対称な構成とされている。

ここで、本実施形態に係る冷却システム１０は、図１に示されるように、サイドラジエータ４０を含む第１冷却回路１０Ａと、サイドラジエータ４４を含む第２冷却回路１０Ｂとを含んで構成されており、所定の場合において、第１冷却回路１０Ａ又は第２冷却回路１０Ｂのみが機能する点に特徴がある。

第１冷却回路１０Ａは、通常時において、自動運転制御機器７６の冷却に用いられるようになっており、三方弁６０、三方弁６２、「第１流出配管６４」、「第１流入配管６６」、機器側流入配管６８及び機器側流出配管７０を備えている。

三方弁６０は、ボディ６０Ａと、ボール部６０Ｂとを備えている。詳しくは、ボディ６０Ａは、第１ポート６０Ａ１と、第２ポート６０Ａ２と、第３ポート６０Ａ３とを備えている。

一方、ボール部６０Ｂは、ボディ６０Ａに内蔵されており、図示しないアクチュエータで駆動されることで、第１ポート６０Ａ１、第２ポート６０Ａ２及び第３ポート６０Ａ３の接続状態を切り替えることが可能とされている。

三方弁６２は、第１ポート６２Ａ１、第２ポート６２Ａ２及び第３ポート６２Ａ３を備えたボディ６２Ａと、ボール部６２Ｂとを含んで、三方弁６０と同様の構成とされている。そして、ボール部６２Ｂが図示しないアクチュエータで駆動されることで、第１ポート６２Ａ１、第２ポート６２Ａ２及び第３ポート６２Ａ３の接続状態を切り替えることが可能とされている。

第１流出配管６４の一方側は、サイドラジエータ４０に設けられると共にサイドラジエータ４０で冷却された冷却水が流出する図示しない流出口部に接続されており、第１流出配管６４の他方側は、三方弁６２の第１ポート６２Ａ１に接続されている。

第１流入配管６６の一方側は、サイドラジエータ４０に設けられると共に自動運転制御機器７６の冷却に用いられた冷却水が流入する図示しない流入口部に接続されており、第１流入配管６６の他方側は、三方弁６０の第１ポート６０Ａ１に接続されている。

機器側流入配管６８の一方側は、三方弁６２の第３ポート６２Ａ３に接続されており、機器側流入配管６８の他方側は、自動運転制御機器７６に接続されている。

機器側流出配管７０の一方側は、三方弁６０の第３ポート６０Ａ３に接続されており、機器側流出配管７０の他方側は、自動運転制御機器７６に接続されている。

一方、第２冷却回路１０Ｂは、通常時において、第１冷却回路１０Ａと同様に、自動運転制御機器７６の冷却に用いられるようになっており、三方弁６０、三方弁６２、機器側流入配管６８、機器側流出配管７０、「第２流出配管７２」及び「第２流入配管７４」を備えている。

第２流出配管７２の一方側は、サイドラジエータ４４に設けられると共にサイドラジエータ４４で冷却された冷却水が流出する図示しない流出口部に接続されており、第２流出配管７２の他方側は、三方弁６２の第２ポート６２Ａ２に接続されている。

第２流入配管７４の一方側は、サイドラジエータ４４に設けられると共に自動運転制御機器７６の冷却に用いられた冷却水が流入する図示しない流入口部に接続されており、第２流入配管７４の他方側は、三方弁６０の第２ポート６０Ａ２に接続されている。

次に、図２を用いて、自動運転制御機器７６の構成について説明する。自動運転制御機器７６は、自動運転ＥＣＵ７８及び自動運転アクチュエータ８８を含んで構成されている。

自動運転ＥＣＵ７８は、基本的に上述したメインＥＣＵ５４と同様の構成とされており、ＣＰＵ７８Ａ、ＲＯＭ７８Ｂ、ＲＡＭ７８Ｃ、ストレージ７８Ｄ、通信Ｉ／Ｆ７８Ｅ、入出力Ｉ／Ｆ７８Ｆ及びバス７８Ｇを含んで構成されている。なお、ＲＯＭ７８Ｂには、車両１２の自動運転に関するプログラムと、三方弁６０及び三方弁６２の制御に関するプログラムとが記憶されており、ストレージ７８Ｄは、車両１２の自動運転に必要な各種データを記憶可能とされている。

また、自動運転ＥＣＵ７８は、入出力Ｉ／Ｆ７８Ｆを介して、三方弁６０、三方弁６２、水温センサ８０、水温センサ８２、水温センサ８４、水温センサ８６及び自動運転アクチュエータ８８と通信可能に接続されている。

詳しくは、図１に示されるように、水温センサ８０は、第１流出配管６４を流れる冷却水の温度に基づく信号を、水温センサ８２は、第１流入配管６６を流れる冷却水の温度に基づく信号を、水温センサ８４は、第２流入配管７４を流れる冷却水の温度に基づく信号を、水温センサ８６は、第２流出配管７２を流れる冷却水の温度に基づく信号を、それぞれ自動運転ＥＣＵ７８に出力するようになっている。

図２に戻り、自動運転アクチュエータ８８は、図示しないスロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ及び操舵アクチュエータを含んで構成されている。そして、自動運転アクチュエータ８８は、車両１２の自動運転時において、自動運転ＥＣＵ７８から出力された制御信号に基づいて、アクセル装置、ブレーキ装置及び操舵装置を含む図示しない駆動装置を制御可能とされている。

次に、図３を用いて、自動運転ＥＣＵ７８の機能構成について説明する。自動運転ＥＣＵ７８は、ＣＰＵ７８ＡがＲＯＭ７８Ｂに記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって、駆動制御部９０、ラジエータ状態検出部９２及び三方弁制御部９４の集合体として機能する。

駆動制御部９０は、車両１２の自動運転時において、ＲＯＭ７８Ｂに記憶されたプログラム及びストレージ７８Ｄに記憶された各種データに基づいて自動運転アクチュエータ８８を制御し、車両１２の駆動装置を駆動させる。

ラジエータ状態検出部９２は、水温センサ８０で測定された冷却水の水温と、水温センサ８２で測定された冷却水の水温とを比較し、これらの水温の差からサイドラジエータ４０が正常に動作しているか否かを判定する。そして、ラジエータ状態検出部９２によって、サイドラジエータ４０が正常に作動していないと判定された場合に、ラジエータ状態検出部９２は、第１異常信号を駆動制御部９０及び三方弁制御部９４に出力するようになっている。

また、ラジエータ状態検出部９２は、水温センサ８４で測定された冷却水の水温と、水温センサ８６で測定された冷却水の水温とを比較し、これらの水温の差からサイドラジエータ４４が正常に動作しているか否かを判定する。そして、ラジエータ状態検出部９２によって、サイドラジエータ４４が正常に作動していないと判定された場合に、ラジエータ状態検出部９２は、第２異常信号を駆動制御部９０及び三方弁制御部９４に出力するようになっている。

三方弁制御部９４は、ボール部６０Ｂを駆動させるアクチュエータと、ボール部６２Ｂを駆動させるアクチュエータとを制御することで、冷却システム１０の冷却水の流路を変更可能とされている。

詳しくは、本実施形態では、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４が正常に機能する通常状態において、図１に示されるように、三方弁制御部９４は、三方弁６０の第１ポート６０Ａ１、第２ポート６０Ａ２及び第３ポート６０Ａ３を連通させるようになっている。また、この状態において、三方弁制御部９４は、三方弁６２の第１ポート６２Ａ１、第２ポート６２Ａ２及び第３ポート６２Ａ３を連通させるようになっている。つまり、この状態において、自動運転制御機器７６に流れる冷却水は、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４で冷却されるようになっている。

一方、ラジエータ状態検出部９２から三方弁制御部９４に第１異常信号が出力された第１異常状態において、三方弁制御部９４は、図４に示されるように、三方弁６０の第２ポート６０Ａ２と第３ポート６０Ａ３とを連通させると共に、三方弁６２の第２ポート６２Ａ２と第３ポート６２Ａ３とを連通させるようになっている。つまり、第１異常状態において、自動運転制御機器７６の冷却は、第２冷却回路１０Ｂのみで行われるようになっている。

また、ラジエータ状態検出部９２から三方弁制御部９４に第２異常信号が出力された第２異常状態において、三方弁制御部９４は、三方弁６０の第１ポート６０Ａ１と第３ポート６０Ａ３とを連通させると共に、三方弁６２の第１ポート６２Ａ１と第３ポート６２Ａ３とを連通させるようになっている。つまり、第２異常状態において、自動運転制御機器７６の冷却は、第１冷却回路１０Ａのみで行われるようになっている。

なお、駆動制御部９０にラジエータ状態検出部９２から第１異常信号及び第２異常信号の少なくとも一方が入力されると、駆動制御部９０は、自動運転アクチュエータ８８を制御し、車両１２を安全地帯に退避させるようになっている。

また、三方弁制御部９４は、水温センサ８２及び水温センサ８４で測定された冷却水の水温が所定の温度に達していない場合、すなわち自動運転制御機器７６の温度が所定の温度に達していない場合において、自動運転制御機器７６の冷却が第１冷却回路１０Ａ又は第２冷却回路１０Ｂのみで行われるように、三方弁６０及び三方弁６２を制御するようになっている。

すなわち、本実施形態では、三方弁６０、三方弁６２及び自動運転ＥＣＵ７８によって、冷却システム１０の流路の切り替えが行われており、以下では、これらの集合体を「流路切替部９６」と称することとする。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、図８に示されるように、車両１２にセンターラジエータ２８が搭載されており、車両１２のパワーユニット４８が電力で駆動されることで、パワーユニット４８が熱を帯びても、センターラジエータ２８によって、パワーユニット４８を冷却することができる。

また、本実施形態では、車両１２にサイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４が搭載されており、作動することで熱を帯びた自動運転制御機器７６をサイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４で冷却することができる。

ところで、車両前後方向から見てセンターラジエータ２８と、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４の少なくとも一方とが重なるように配置されていると、センターラジエータ２８側から流れる熱風がサイドラジエータ４０又はサイドラジエータ４４側に流れることとなり、これらの冷却効率を確保することが困難となる。

ここで、本実施形態では、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４が、センターラジエータ２８の車両幅方向外側に車両前後方向から見てセンターラジエータ２８と重ならないように配置されている。このため、センターラジエータ２８から流れる熱風が、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４側に流れることを抑制することができる。したがって、本実施形態では、自動運転可能な電気自動車である車両１２において、パワーユニット４８及び自動運転制御機器７６の冷却効率を確保することができる。

また、本実施形態では、自動運転制御機器７６の作動時の温度が低い場合や必要な放熱量が小さい場合には、サイドラジエータ４０又はサイドラジエータ４４を作動させ、自動運転制御機器７６の作動時の温度が高い場合や必要な放熱量が大きい場合には、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４を作動させることができる。このため、本実施形態では、自動運転制御機器７６の作動時の温度や必要な放熱量に対して、ラジエータの冷却性能を適切に確保することができる。

また、本実施形態では、図１に示されるように、サイドラジエータ４０に第１流出配管６４と、第１流入配管６６とが接続されている。そして、第１流出配管６４を介してサイドラジエータ４０で冷却された冷却水が自動運転制御機器７６側に流出し、当該冷却水で自動運転制御機器７６を冷却することができる。また、第１流入配管６６を介して自動運転制御機器７６側から流れてきた冷却水が、サイドラジエータ４０に流入し、当該冷却水がサイドラジエータ４０によって冷却される。

また、サイドラジエータ４４には、第２流出配管７２と、第２流入配管７４とが接続されている。そして、第２流出配管７２を介してサイドラジエータ４４で冷却された冷却水が自動運転制御機器７６側に流出し、当該冷却水で自動運転制御機器７６を冷却することができる。また、第２流入配管７４を介して自動運転制御機器７６側から流れてきた冷却水が、サイドラジエータ４４に流入し、当該冷却水がサイドラジエータ４４によって冷却される。

ところで、車両１２の走行中において、サイドラジエータ４０又はサイドラジエータ４４に不具合が生じると、車両１２の自動運転に支障が出ることが考えられる。このような場合には、車両１２が安全な場所に退避するまでの間、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４のうち、不具合が生じていない一方のみで、自動運転制御機器７６を冷却できることが好ましい。

ここで、本実施形態では、流路切替部９６を備えており、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４の状態に応じて、冷却水の流路を変更することが可能となっている。

詳しくは、流路切替部９６は、サイドラジエータ４０と自動運転制御機器７６との間での第１熱交換と、サイドラジエータ４４と自動運転制御機器７６との間での第２熱交換とが許容された状態において、第１流出配管６４と第２流出配管７２との第１接続と、第１流入配管６６と第２流入配管７４との第２接続とを許容する。

つまり、本実施形態では、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４が正常に運転している状態において、第１流出配管６４及び第２流出配管７２から流出した冷却水が合流して自動運転制御機器７６側に流れ込むようになっている。また、自動運転制御機器７６側から流出した冷却水は、サイドラジエータ４０側とサイドラジエータ４４側とのそれぞれに分かれて流れていくようになっている。

一方、第１熱交換及び第２熱交換の何れか一方が制限された状態において、流路切替部９６は、第１接続及び第２接続を制限すると共に、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４のうち当該一方が制限された一方側への冷却水の流入及び当該一方側からの当該冷却水の流出を制限する。

つまり、本実施形態では、サイドラジエータ４０が機能していない第１異常状態又はサイドラジエータ４４が機能していない第２異常状態において、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４のうち機能していない一方が冷却水の流路の流路から切り離されることとなる。そして、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４のうち機能している他方によって、自動運転制御機器７６に対する一定の冷却性能の確保を図ることができる。このため、本実施形態では、自動運転制御機器７６の冷却性能を十分に確保できない異常状態において、車両１２の一定の走行性能の確保を図ることができる。

また、本実施形態では、図７に示されるように、車両１２のフレーム１６の車両幅方向外側の部分に車両上下方向に延在するベース部材３４が支持されている。そして、ベース部材３４の車両上側の部分から車両後方外側にアッパーステー３６が延出されており、アッパーステー３６によって、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４の車両上側の部分が支持されている。

一方、アッパーステー３６の車両下側の部分からは、車両後方外側にロワーステー３８が延出されており、ロワーステー３８によって、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４の車両下側の部分が支持されている。

このため、本実施形態では、図８に示されるように、車両上下方向から見てサイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４を車両前後方向に対して傾斜した状態で配置することができる。その結果、本実施形態では、サイドラジエータ４０及びサイドラジエータ４４を車両１２の意匠面に沿うように配置することができる。

＜上記実施形態の補足説明＞

（１） 上述した実施形態では、冷却システム１０の流路の切り替えに複数の三方弁を用いていたが、これに限らない。例えば、冷却システム１０の仕様等に応じて第１流出配管６４、第１流入配管６６、機器側流入配管６８、機器側流出配管７０、第２流出配管７２及び第２流入配管７４を複数のポートを備えたソレノイドバルブに接続し、当該ソレノイドバルブを自動運転ＥＣＵ７８で制御することで、冷却システム１０の流路を切り替えるような構成としてもよい。

（２） また、上述した実施形態では、車両１２の車両前側の部分に本実施形態に係る冷却システム１０を搭載したが、これに限らない。すなわち、車両１２の仕様等に応じて、冷却システム１０は、車両１２の車両後側の部分に搭載されていてもよい。

（３） さらに、上述した実施形態では、サイドラジエータ支持部３２が複数の部材で構成されていたが、これに限らない。すなわち、車両１２の仕様等に応じて、サイドラジエータ支持部３２は、一つの部品で構成されていてもよい。

１０ 電気自動車用冷却システム
１２ 車両
１６ フレーム
２８ センターラジエータ（第１ラジエータ）
３４ ベース部材（支持部）
３６ アッパーステー（上側延出部）
３８ ロワーステー（下側延出部）
４０ サイドラジエータ（第２ラジエータ）
４４ サイドラジエータ（第２ラジエータ）
４８ パワーユニット
６４ 第１流出配管
６６ 第１流入配管
７２ 第２流出配管
７４ 第２流入配管
７６ 自動運転制御機器
９６ 流路切替部

Claims (3)

1. 車両に搭載されると共に、電力で駆動されるパワーユニットを冷却可能な第１ラジエータと、
   前記車両に搭載されると共に前記第１ラジエータの車両幅方向一方側及び車両幅方向他方側の少なくとも一方に車両前後方向から見て当該第１ラジエータと重ならないように配置され、当該車両の自動運転を制御する自動運転制御機器を冷却可能な第２ラジエータと、
   前記車両のフレームの車両幅方向外側の部分に支持されると共に、車両上下方向に延在する支持部と、
   前記支持部のみに支持され、当該支持部の車両上側の部分から車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に延出されると共に、車両上側を構成する上壁部と、当該上壁部の車両前側の周縁部から車両下側に延出された第１側壁部と、を含み、前記第２ラジエータの車両上側の部分を支持する上側延出部と、
   前記支持部のみに支持され、当該支持部の車両下側の部分から車両前後方向中央側かつ車両幅方向外側に延出されると共に、車両下側を構成する下壁部と、当該下壁部の車両前側の周縁部から車両上側に延出された第２側壁部と、を含み、前記第２ラジエータの車両下側の部分を支持する下側延出部と、
   を有する電気自動車用冷却システム。
2. 前記第２ラジエータは、車両幅方向に間隔をあけて一対となって配置されている、
   請求項１に記載の電気自動車用冷却システム。
3. 一方の前記第２ラジエータには、当該一方の当該第２ラジエータで冷却された冷却水を前記自動運転制御機器側に流出させる第１流出配管と、当該自動運転制御機器側から流れてきた当該冷却水を当該一方の当該第２ラジエータに流入させる第１流入配管と、が接続され、
   他方の前記第２ラジエータには、当該他方の当該第２ラジエータで冷却された前記冷却水を前記自動運転制御機器側に流出させる第２流出配管と、当該自動運転制御機器側から流れてきた当該冷却水を当該一方の当該第２ラジエータに流入させる第２流入配管と、が接続され、
   前記一方の前記第２ラジエータと前記自動運転制御機器との間での第１熱交換と、前記他方の前記第２ラジエータと当該自動運転制御機器との間での第２熱交換と、が許容された状態において、前記第１流出配管と前記第２流出配管との第１接続と、前記第１流入配管と前記第２流入配管との第２接続と、を許容し、当該第１熱交換及び当該第２熱交換の何れか一方が制限された状態において、当該第１接続及び当該第２接続を制限すると共に当該一方が制限された当該第２ラジエータ側への前記冷却水の流入及び当該第２ラジエータ側からの当該冷却水の流出を制限する流路切替部と、
   をさらに有する、
   請求項２に記載の電気自動車用冷却システム。