JPH11313406A

JPH11313406A - ハイブリッド車の冷却装置

Info

Publication number: JPH11313406A
Application number: JP10118198A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Suzuki; 敦鈴木; Yuzo Kadomukai; 裕三門向; Toshiyuki Innami; 敏之印南; Ryozo Masaki; 良三正木; Toshimichi Minowa; 利通箕輪; Takashige Oyama; 宜茂大山; Akio Yasukawa; 彰夫保川
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Astemo Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車において、エンジン暖機を速や
かに可能として、エンジンの燃費を向上したり、排ガス
中の有害成分を減少させると共に、配管系統を簡単にし
て全体をコンパクト化すること。また、電気部品が受け
る温度サイクルの変動巾を低減し、部品寿命及び信頼性
を向上すること。【解決手段】駆動システムとして、エンジン１、回転電
機２等のコンポーネントを搭載し、該コンポーネントを
それぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管およ
びラジエータ５ｅ，５ｍを有するハイブリッド車におい
て、前記エンジン１を冷却する循環系統と前記エンジン
１を含まないコンポーネント２等を冷却する循環系統と
の当該液体間の熱交換を行うための熱交換器４を設けた
冷却装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン、回転電
機等の複数のコンポーネントを備えるハイブリッド車の
冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のハイブリッド車におけるエンジン
や回転電機、電力変換器の冷却装置としては、例えば特
開平５−１３１８４８号公報に記載されているように、
エンジン、回転電機等の複数のコンポーネントを搭載
し、これらコンポ−ネントをそれぞれ冷却するように液
体が流通する複数の冷却管を有するハイブリッド車にお
いて、コンポーネントの温度を検出する手段と、エンジ
ン用の冷却管と排熱を利用するコンポーネント用の冷却
管との間の流路を信号に応じて開くバルブと、流路を開
かせるための制御手段とを有し、エンジン冷間時には他
のコンポーネントの排熱にによりエンジンを暖め、エン
ジン暖気後はエンジンを含む各コンポーネントをそれぞ
れ冷却するよう制御し、エンジンの燃費を向上したり、
排ガス中の有害成分（以下、これをエミッションと称す
る）を減少させるものが公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるハイブリッド車
の冷却装置によれば、エンジンを冷却する循環系統と回
転電機等を冷却する循環系統とが直接合流・分岐するた
めに、配管が複雑になるという問題があった。また、バ
ルブを開閉するための制御手段が必要であるので、制御
回路が複雑になるという問題があった。さらには、各コ
ンポーネントの冷却に必要な流量に調整するためには、
複数のバルブを協調させて精度良く開閉の調整をする必
要があり、この制御が非常に困難であった。なお、冷却
系を含むコンポーネント全体の実装上の配慮が為されて
いなかった。

【０００４】本発明の目的は、ハイブリッド車におい
て、エンジン暖機を速やかに可能として、エンジンの燃
費を向上したり、エミッションを減少させると共に、配
管系統を簡単にして全体をコンパクトにすることができ
るハイブリッド車の冷却装置を得ることにある。

【０００５】また、本発明の目的は、ハイブリッド車に
おいて、エンジン暖機を速やかに可能として、エンジン
の燃費を向上したり、エミッションを減少させると共
に、電力変換器も暖機することで、電気部品が受ける温
度サイクルの変動巾を低減し、部品寿命及び信頼性を向
上させることができるハイブリッド車の冷却装置を得る
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、駆動システ
ムとして，エンジン、回転電機等の複数のコンポーネン
トを搭載し、該コンポーネントをそれぞれ冷却するよう
液体が流通する複数の冷却管およびラジエータを有する
ハイブリッド車において、前記エンジンを冷却する循環
系統と前記エンジンを含まないコンポーネントを冷却す
る循環系統との間の熱交換を行う熱交換器を有する構成
にすることにより達成される。

【０００７】上記目的は、駆動システムとしてエンジン
及び回転電機を搭載し、該前記エンジン及び回転電機を
それぞれ冷却するよう液体が流通する冷却管、ラジエー
タ及びポンプを有するハイブリッド車において、前記エ
ンジンを冷却する循環系統と前記回転電機を冷却する循
環系統と独立して閉じた回路を形成し、前記エンジンを
冷却する循環系統と前記回転電機を冷却する循環系統と
液体間の熱交換を行う熱交換器を有する構成にすること
により達成される。

【０００８】上記目的は、駆動システムとして、エンジ
ン、回転電機等のコンポーネントを搭載し、該コンポー
ネントをそれぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷
却管およびラジエータを有するハイブリッド車におい
て、前記エンジンを含む循環系統におけるエンジンの上
流側と、前記エンジンを含まないコンポーネントを冷却
する循環系統におけるコンポーネントの下流側との間に
熱交換器を設けた構成にすることにより達成される。

【０００９】上記目的は、駆動システムとして、エンジ
ン等のコンポーネントを搭載し、該コンポーネントをそ
れぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管および
ラジエータを有するハイブリッド車において、前記エン
ジンを含まない循環系統にラジエータをバイパスする流
路を有し、前記ラジエータと該ラジエータをバイパスす
る流路とを流れる流量を制御するサーモスタットを有す
る構成にすることにより達成される。

【００１０】上記目的は、駆動システムとして、エンジ
ン等のコンポーネントを搭載し、該コンポーネントをそ
れぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管および
ラジエータを有するハイブリッド車において、前記エン
ジンを含まない循環系統において、熱交換器をバイパス
する流路を有する構成にすることにより達成される。上
記目的は、駆動システムとして、エンジン等のコンポー
ネントを搭載し、該コンポーネントをそれぞれ冷却する
よう液体が流通する複数の冷却管およびラジエータを有
するハイブリッド車において、前記エンジンを含む循環
系統にラジエータをバイパスする流路を有し、前記ラジ
エータと該ラジエータをバイパスする流路とを流れる流
量を制御するサーモスタット有する構成にすることによ
り達成される。

【００１１】上記目的は、駆動システムとして、エンジ
ン等のコンポーネントを搭載し、該コンポーネントをそ
れぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管および
ラジエータを有するハイブリッド車において、前記コン
ポーネントの温度を検出する手段と、検出した信号にも
とに前記ラジエータまたは熱交換器バイパスする流路を
制御する手段を有する構成にすることにより達成され
る。

【００１２】上記目的は、駆動システムとして、エンジ
ン等のコンポーネントを搭載し、該コンポーネントをそ
れぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管および
ラジエータを有するハイブリッド車において、前記熱交
換器に、エンジンを含む循環系統とエンジンを含まない
循環系統との間にまたがって熱交換するヒートパイプを
用い、前記エンジンを含む循環系統をエンジンを含まな
い循環系統の上部配置した構成にすることにより達成さ
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図８に基づいて、本
発明の実施の形態を説明する。

【００１４】まず、図８を用いて、本発明のハイブリッ
ド車を説明する。図８は、ハイブリッド自動車の駆動シ
ステムの構成の一例を表わしている。エンジン１と回転
電機２ａは動力切替器１０５にそれぞれ接続され、差動
減速機１０４を介して駆動軸１０３、駆動輪１０２に機
械的な動力を伝える。エンジン１と回転電機２ａ、２ｂ
は、主にエンジンの燃費を向上させたり、排ガス内の有
害成分を少なくすることを目的に、図示しない統合コン
トロールユニットによって制御される。なお、回転電機
２aはバッテリー８から供給される直流電流を可変電圧
可変周波数の３相交流に変換する電力変換器３を介して
電力が供給される。

【００１５】次に駆動システムの動作例について説明す
る。例えば、始動時などのエンジン回転数が低い領域や
エンジンが充分暖機されていない場合には、回転電機２
ａがモータの役割を果たして、単独で駆動する。また、
エンジン回転数が燃費の良い高回転領域に入る場合には
エンジン１が始動する。この際、回転電機２ａは、高速
走行時には動力切替器を介してエンジン１による駆動を
アシストしたり、または減速時には回生ブレーキを作動
させて発電させ、発電電力をバッテリー８に蓄える等の
役割を果たす。さらにエンジン１には回転電機２ａとは
異なるもう一つの回転電機２ｂを有して、合計３つの動
力源あるいは発電源を協調して制御し、燃費の向上を図
っている。

【００１６】以上説明したハイブリッド車の駆動システ
ムを構成するエンジン１、回転電機２ａ、電力変換器３
等の各コンポーネントは少なからず熱損失が発生してい
る。ここで、エンジン１の燃費向上やエミッション削
減、さらには電力変換器３内のパワー素子実装部の疲労
寿命の観点からは、各コンポーネントを効率良く冷却す
ると同時に、停止しているコンポーネントに対し、動作
中のコンポーネントの熱損失を用いて暖機することが好
ましい。例えば、エンジン１の場合、燃料がもつエネル
ギーの２〜３割(出力６０ｋＷの場合、１５ｋＷ前後)が
エンジン１内で熱損失として発生するため、この熱を効
率良く除去する必要がある。一方でエンジン１の燃費向
上やエミッション削減の観点からは、エンジン１の冷却
水の温度は常に８０℃レベルに保持されることが望まし
い。即ち、エンジン１を適切な温度に保持しつつ、発生
熱を除去する必要があるまた、電力変換器３において
も、バッテリ８から供給されるエネルギの１割程度(出
力３０ｋＷの場合、３ｋＷ)が電力変換器３内に実装さ
れるパワー素子から発生するため、この熱を効率よく除
去する必要がある。一方で、パワー素子の実装部に使用
されている半田やアルミワイヤの疲労寿命の観点から、
冷却水の温度をできるだけ一定の温度に保持しつつ、で
きるだけ低い値することが望ましい場合がある。具体的
には、パワー素子の熱暴走を引き起こさないように、冷
却水温度を６０℃以下にする必要がある。

【００１７】このように、各コンポーネントでの発生熱
量や温度レベルはそれぞれ異なり、これらを効率よく冷
却するためには、冷却系を複数にする必要がある。この
ような構成のもと、各コンポーネントの暖機を行うため
に、従来は各コンポーネントを冷却する流路をバルブ等
を介して連結していたが、バルブの開閉および開度の組
み合わせによる流量の制御が難しくなるという問題があ
った。さらに、これらの構成部品を車載する必要がある
が、全体をコンパクト化することが難しいという問題が
あった。次に説明する本実施形態によるハイブリッド車
の冷却装置は、これらの要請に応じ得るものである。

【００１８】次に、図１乃至図４を用いて、本発明のハ
イブリッド車の冷却装置の第一実施形態を説明する。図
１は本発明のハイブリッド車の駆動システムの主要コン
ポーネントおよびその冷却系の構成図、図２は図１にお
ける熱交換器４の詳細構成図、図３は図１における熱交
換器４内の温度分布図、図４は図１におけるバルブ９の
制御方法を示すフローチャートである。

【００１９】本実施形態において、冷却系は、エンジン
１を冷却する循環系統２０１と、回転電機２および電力
変換器３を冷却する循環系統２０２の２つで構成されて
いる。この冷却系統の独立は、エンジン停止中のエンジ
ン暖機に、動作中の回転電機２および電力変換器からの
発熱を利用するためである。また、エンジン１の発熱量
および適正液温レベルが、回転電機２および電力変換器
３のそれとは異なることにも起因する。

【００２０】始めにエンジン側の冷却について説明す
る。エンジン冷却系統２０１は、エンジン１、ラジエー
タ５ｅ、熱交換器４およびポンプ６ｅがこの順番で直列
に接続される。このとき、サーモスタット７ｅはエンジ
ン１とラジエータ５ｅの間に配置され、この位置からラ
ジエータ５ｅと熱交換器４の間にバイパス流路が形成さ
れる。サーモスタット７ｅは、しきい値Ｔｅを境に、低
温時には冷却液はラジエータ５ｅ側には流れず、冷却液
がバイパス側のみに流れるように動作する。また、高温
時には冷却液がバイパス側に流れずに、ラジエータ５ｅ
側にのみ流れる。なお、サーモスタット７ｅは、流れ方
向の切り替えの温度についてある程度の巾をもってお
り、しきい値Ｔｅの前後では、両方の流路５ｅ，１２ｅ
に冷却液が流れる状態もある。

【００２１】本冷却系統２０１は、前述したサーモスタ
ット７ｅの動作により、エンジン１始動の直後の熱損失
や熱交換器４からの吸熱をラジエータ５ｅを介さないこ
とでなるべく短時間の間にエンジン１の適温まで上昇さ
せ、また、負荷が変動する運転状態においても冷却液温
を常に適正に保つことができる。なお、ポンプ６ｅは図
示しないモータによって駆動されるものであり、エンジ
ン１が停止している状態でも作動するものである。

【００２２】次に回転電機２、及び電力変換器３の冷却
系統２０２について説明する。本冷却系統２０２は、回
転電機２、電力変換器３、熱交換器４、ラジエータ５
ｍ、及びポンプ６ｍがこの順番で直列に接続される。こ
のとき、サーモスタット７ｍは熱交換器４とラジエータ
５ｍの間に配置され、この位置からラジエータ５ｍとポ
ンプ６ｍの間にバイパス流路１２ｍが形成される。サー
モスタット７ｍは、しきい値Ｔｍを境に、低温時には冷
却液はラジエータ５ｍ側には流れず、冷却液がバイパス
側のみに流れるように動作する。また、高温時には冷却
液がバイパス流路１２ｍ側に流れずに、ラジエータ５ｍ
側にのみ流れる。なお、サーモスタット７ｍは、流れ方
向の切り替えの温度についてある程度の巾をもってお
り、しきい値Ｔｍの前後では、両方の流路５ｍ、１２ｍ
に冷却液が流れる状態もある。

【００２３】本冷却系統２０２は、前述したサーモスタ
ット７ｍの動作により、回転電機２および電力変換器３
の始動の直後の熱損失をラジエータ５ｅを介さないこと
でなるべく短時間の間に冷却液温を回転電機２および電
力変換器３の冷却限界温度Ｔｍｍａｘまで上昇させ、エ
ンジン側の暖機を効率良く行うことができる。

【００２４】なお、両方の冷却系統において使用される
液体は、寒冷地での車の運行を考慮して、エチレングリ
コール及び腐食抑制剤等を主成分とした水溶液（不凍
液）が好適である。

【００２５】次に、２つの冷却系統２０１と２０２にお
ける熱交換について説明する。

【００２６】まず始めに、ハイブリッド車における典型
的な動作モードとして、発進時における熱交換を説明す
る。発進時には、エンジン１が暖機されていないため、
図示しないバッテリーから電力を供給して電力変換器３
を介し、回転電機２がモータとして動作し、始動する。
この際、冷却系統２０２では、前述の電力変換器３およ
び回転電機２からの発熱によりポンプ６ｍにより循環し
ている冷却液は徐々に温度上昇する。この冷却液は液温
がサーモスタット７ｍのしきい値Ｔｍに到達するまでは
ラジエータ５ｍを通過しないため、冷却液は短時間のう
ちに上昇する。一方、エンジン１の冷却系統２０１では
エンジン１が停止しているため、系統内には熱の発生源
がない。しかし、ポンプ６ｅが動作しているため、熱交
換器４では、冷却系統２０１の液温に対し、冷却系統２
０２の液温が高くなっており、さらに互いのポンプ６
ｅ，６ｍが動作していることから両者の液間で、熱交換
が起こる。即ち、冷却系統２０２の液がもつ熱が冷却系
統２０１に伝達され、２０１の液温が上昇し、エンジン
１を暖めることになる。

【００２７】図２に熱交換器４の詳細構造を示す。熱交
換器４は、エンジン１の冷却系統側に接続される流路１
０と、回転電機２の冷却系統側に接続される流路１１か
ら構成され、互いの流路表面は、流路壁により遮られて
おり、壁面を介して熱交換を行うものである。本図にお
いて、冷却液の流れはおのおの反対側の方向から流入す
る、所謂「対向流」の構成になっており、このような構
成とすることで熱交換効率が向上するものである。図２
には所謂「二重間熱交換器」を例示してあるが、例えば
シェル・アンド・チューブ熱交換器やプレート熱交換
器、あるいはコンパクト熱交換器といった多様な形態の
熱交換器が、設置スペースや交換する熱量や圧力損失ま
たは、互いの冷却液の流量バランスにより、適宜選択し
使用できるものである。

【００２８】図３に熱交換器４内における各冷却液の温
度変化のグラフを示す。グラフは、横軸が各冷却系統の
入口・出口部で示している。各冷却液は、下流に流れる
に従い、回転電機側は温度が下がり、エンジン側は温度
が上がっていく。各冷却液の温度勾配や温度差は、冷却
液の物性や流量および熱交換部の熱通過率により決定さ
れるものである。また、図からも明らかな通り、エンジ
ン冷却液の熱交換部出口部温度ＴＥＯは、最大でも回転
電機側冷却液の入口温度ＴＭＩ以下である。なお、エン
ジン側のサーモスタット７ｅは一般に回転電機２および
電力変換器３の冷却系統における冷却限界温度Ｔｍｍａ
ｘより大きいしきい値を有しているため、すくなくとも
エンジン１が停止している状態では、エンジン側のサー
モスタット７ｅはバイパス側に流路を形成し、ラジエー
タ５ｅでの熱交換は行わない。

【００２９】次に、車が始動し、ある程度の車両速度域
に達すると、エンジン１が始動して動力源となる。この
とき、前述したようにエンジン１は既に回転電機２およ
び電力変換器３の発熱を利用してある程度暖機されてい
るため、始動時から燃費が良く、エミッションの少ない
状態でエンジン１が動作することになる。また、さらに
高速での運転域においては、エンジン１と回転電機２が
同時に作動し、協調して駆動することもある。この状態
においては、エンジン自身が発熱しており、液温がサー
モスタット７ｅのしきい値Ｔｅに到達するまではラジエ
ータ５ｅを通過せず、冷却液は短時間のうちに上昇す
る。

【００３０】この際には、エンジン側の液温が回転電機
側の液温よりも高くなる場合があり、この場合には、エ
ンジンの発熱が回転電機側に移動し、回転電機側の冷却
限界温度Ｔｍｍａｘを超える可能性がある。そのため、
バルブ９を図４に示すフローチャートに基づいて制御す
る。

【００３１】図４に示されるように、スタート３０１し
た直後(ここでスタートとは、ハイブリッド車がアクセ
ルペダルを踏むことにより始動可能な状態にする動作を
示す)に、図２に図示した回転電機側の冷却系統におけ
るバルブ９の上流側の温度Ｔｍｉｎ、およびバイパス流
路が熱交換器４の下流と合流する位置のさらに下流側の
温度Ｔｍｏｕｔを検出し、ＴｍｏｕｔがＴｍｉｎより大
きい値となっているか否かを判定する（３０２）。冷却
液温度の絶対値に関わらず、エンジン側からの熱を受け
取る場合には、ＴｍｏｕｔはＴｍｉｎより大きい値を示
し、バルブ９をＯＮとし（３０３）、熱交換器４をバイ
バスすることでエンジン側からの熱をもらわないように
する。一方、ＴｍｏｕｔがＴｍｉｎより小さい値を示し
た場合には、すくなくともエンジン側から熱を受け取っ
ていないことから、熱交換器４が回転電機２と電力変換
器３の放熱に寄与することになるため、バルブ９をＯＦ
Ｆとし（３０４）、熱交換器４を通過する。

【００３２】以上、本発明のハイブリッド車の冷却装置
の第一実施形態によれば、複数の冷却系統において、配
管のバルブによる制御を複雑化することなく、エンジン
１の暖機を速やかに行うことができる。また、流路の切
り替えにおいて、温度検出等、外部からの信号を必要と
する部位が極めて少なく、制御アルゴリズムも簡単なこ
とから、信頼性の高い冷却装置を構築できる。また、エ
ンジン１、回転電機２、電力変換装置３といった発熱部
品をバイパスする流路が無いため、各冷却系統における
流量をほぼ一定に保つことが可能となり、各発熱部品の
冷却設定が容易となる。

【００３３】次に、図５乃至図６を用いて、本発明のハ
イブリッド車の冷却装置の第二実施形態を説明する。図
５は本発明のハイブリッド車の駆動システムの主要コン
ポーネントおよびその冷却系の構成図、図６は図５にお
ける熱交換器４ｈの詳細構成図である。

【００３４】本実施形態が第一実施形態と異なるのは、
熱交換器４として、ヒートパイプ式熱交換器４ｈを採用
し、回転電機２の冷却系統２０２においてバルブを削除
した点である。

【００３５】図５にヒートパイプ式熱交換器４ｈの詳細
構成図を示す。本熱交換器４ｈは、重力方向に対して上
側にエンジン側の冷却流路１０、下側に回転電機２・電
力変換器３の冷却流路１１が形成され、これら流路１
０、１１を分離する隔壁１５を介して複数のヒートパイ
プ１３が流路１０、１１にまたがって垂直に配置され、
さらにヒートパイプ１３には多数の熱交換用のフィン１
４が取り付けられる。ここで、ヒートパイプ１３の内面
には、凝縮した作動液の還流を促進する所謂ウイックは
設けないこととする。次に本ヒートパイプ式熱交換器の
作動について説明する。まず、エンジン１の暖機を想定
し、回転電機２の冷却液温が、エンジン１の冷却液温よ
り高い場合、ヒートパイプ１３は、蒸発部１３ａにおい
てヒートパイプ１３内に封入された作動液が蒸発・沸騰
することにより凝縮部１３ｂへ潜熱として熱を輸送し、
さらに凝縮部にて蒸気が凝縮し、作動液となって下部の
蒸発部へ還流することで、回転電機２・電力変換器３の
冷却流路１１側から、エンジン１の冷却流路１０側へ熱
を伝えることができる。

【００３６】ここで、本方式の最大の特徴は、以上の動
作は、エンジン側の冷却液温が回転電機側の冷却水温度
より高い場合には起こらないことである。即ち、熱交換
器４ｈの上部に高温の流体が存在し、蒸発した場合、仮
に下部で凝縮したとしても、凝縮した作動液はウイック
が無いための上部で還流することができない。仮にウイ
ックがあったとしても、重力が支配する場においては重
力に逆らって還流する毛細管力は極めて小さく、実用上
は熱輸送できない。

【００３７】つまり、本方式の熱交換器４ｈを用いるこ
とで、エンジン側の熱を回転電機側には伝えることがで
きないため、第一実施形態において必要とされたバルブ
９およびバイパス流路が不要になり、信号による制御手
段を一切用いることなく、エンジン暖機が速やかに可能
となる。

【００３８】その意味において、ヒートパイプ式熱交換
器４ｈの構成としては、ヒートパイプ１３は必ずしも垂
直に配置される必要はなく、少なくともエンジン側の流
路部が回転電機側の流路部に対し上方に位置することが
必要条件となる。

【００３９】次に、図７を用いて、本発明のハイブリッ
ド車の冷却装置の第三実施形態を説明する。図７は図１
におけるバルブ９の制御方法を示すフローチャートであ
る。本実施形態は、第一実施形態と異なるのは、バルブ
９の制御方法を変えることで、電力変換器３の暖機を行
える構成にした点である。図７に示されるように、スタ
ート３０１した直後に、図２に図示した回転電機側の冷
却系統におけるバルブ９の上流側の温度Ｔｍｉｎ、およ
びバイパス流路が熱交換器４の下流と合流する位置のさ
らに下流側の温度Ｔｍｏｕｔを検出し、ＴｍｏｕｔがＴ
ｍｉｎより大きい値となっているか否かを判定する（３
０２）。冷却液温度の絶対値に関わらず、エンジン側か
らの熱を受け取る場合には、ＴｍｏｕｔはＴｍｉｎより
大きい値を示し、次の判定３０５へと進む。３０５で
は、Ｔｍｉｎを検出し、これが、回転電機３および電力
変換器２の冷却するための上限温度Ｔｍｍａｘより大き
い値になっているか否かを判定する。ＴｍｉｎがＴｍｍ
ａｘを超えた場合には、これ以上エンジン側からの熱を
受けとると、回転電機および電力変換装置の冷却が不可
能となるため、バルブ９をＯＮし（３０３）、熱交換器
４をバイバスすることでエンジン側からの熱をもらわな
いようにする。一方、ＴｍｏｕｔがＴｍｉｎより小さい
値を示した場合には、あるいはＴｍｏｕｔがＴｍｉｎよ
り大きい値を示しても、ＴｍｉｎがＴｍｍａｘを超えな
い限りは、バルブ９をＯＦＦとし（３０４）、熱交換器
４を通過する。

【００４０】このようなバルブ制御をすることにより、
エンジン１の暖機のみならず、電力変換器３を暖機する
ことが可能となり、電力変換器３が受ける温度サイクル
の温度変動巾を低減することができる。即ち、電気部品
の寿命や信頼性を向上することができる。

【００４１】ここでは、バルブおよびサーモスタットの
動きを詳細に説明したが、これに加えて、各冷却系統に
おけるポンプ６の駆動力を制御することにより、短時間
でエンジンを暖機したり、電力変換器の温度変動幅を小
さくすることができる。また、コンポーネントと冷却系
統の組み合わせについても、独立した２以上の冷却系統
において熱交換器を有する構成であれば、基本的に発熱
源からの熱を用いて他のコンポーネントの暖機および温
度調整を行うことができるものである。例えば，バッテ
リーや燃料電池などの電力貯蔵手段も，自身が発熱する
ために冷却を必要としたり，また，出力特性を向上させ
るために温度調整が必要なコンポーネントであり，これ
らを冷却系統に組み込むことで，駆動システム全体のエ
ネルギ効率を向上させることが可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明のハイブリッド車の冷却装置によ
れば、ハイブリッド車におけるエンジンの暖機が速やか
に可能となるため、エンジンの燃費を向上したり、排ガ
ス中の有害成分を減少させることができるとともに、配
管系統や制御手段を簡単にして全体をコンパクト化する
ことができる。また、電気部品が受ける温度サイクルの
変動巾を低減することが可能となるため、電気部品の寿
命や信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置を説明するための構成図である。

【図２】本発明の第一実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置のうち、熱交換器の詳細構造図である。

【図３】本発明の第一実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置のうち、熱交換器の温度分布を説明する図で
ある。

【図４】本発明の第一実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置のうち、バルブ制御方法を示すフローチャー
トである。

【図５】本発明の第二実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置を説明するための構成図である。

【図６】本発明の第二実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置のうちのヒートパイプ式熱交換器の詳細構造
図である。

【図７】本発明の第三実施形態におけるハイブリッド車
の冷却装置のうち、バルブ制御方法を示すフローチャー
トである。

【図８】本発明の第一実施形態におけるハイブリッド車
の駆動システムを説明するための構成図である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…回転電機、３…電力変換器、４…熱
交換器、５…ラジエータ、６…ポンプ、７…サーモスタ
ット、８…バッテリー、９…バルブ、１０…エンジン側
流路、１１…回転電機側流路、１２…バイパス流路、１
３…ヒートパイプ、１３ａ…ヒートパイプ蒸発部、１３
ｂ…ヒートパイプ凝縮部、１４…フィン、１５…隔壁、
１０１…車体、１０２…駆動輪、１０３…駆動軸、１０
４…差動減速器、１０５…動力切替器、２０１…エンジ
ン冷却系統、２０２…回転電機・電力変換器冷却系統、
Ｔｍｉｎ…回転電機側入口温度測定センサ、Ｔｍｏｕｔ
…回転電機側出口温度測定センサ、Ｔｍｍａｘ…回転電
機・電力変換器の許容液温、ＴＭＩ…回転電機側熱交換
器の入口温度、ＴＭＯ…回転電機側熱交換器の出口温
度、ＴＥＩ…エンジン側熱交換器の入口温度、ＴＥＯ…
エンジン側熱交換器の出口温度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者印南敏之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者正木良三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者箕輪利通茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者大山宜茂茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者保川彰夫茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動システムとして，エンジン、回転電機
等の複数のコンポーネントを搭載し、該コンポーネント
をそれぞれ冷却するよう液体が流通する複数の冷却管お
よびラジエータを有するハイブリッド車において、前記
エンジンを冷却する循環系統と前記エンジンを含まない
コンポーネントを冷却する循環系統との液体間の熱交換
を行う熱交換器を有することを特徴とするハイブリッド
車の冷却装置。
【請求項２】駆動システムとしてエンジン及び回転電機
を搭載し、該前記エンジン及び回転電機をそれぞれ冷却
するよう液体が流通する冷却管、ラジエータ及びポンプ
を有するハイブリッド車において、前記エンジンを冷却
する循環系統と前記回転電機を冷却する循環系統と独立
して閉じた回路を形成し、前記エンジンを冷却する循環
系統と前記回転電機を冷却する循環系統と液体間の熱交
換を行う熱交換器を有することを特徴とするハイブリッ
ド車の冷却装置。
【請求項３】前記エンジンを含む循環系統におけるエン
ジンの上流側と、前記エンジンを含まないコンポーネン
トを冷却する循環系統におけるコンポーネントの下流側
との間に熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１、
２の何れかに記載のハイブリッド車の冷却装置。
【請求項４】前記エンジンを含まない循環系統にラジエ
ータをバイパスする流路を有することを特徴とする請求
項１〜３の何れかに記載のハイブリッド車の冷却装置。
【請求項５】前記ラジエータと、該ラジエータをバイパ
スする流路とを流れる流量を制御するサーモスタットを
有することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車
の冷却装置。
【請求項６】前記エンジンを含まない循環系統におい
て、熱交換器をバイパスする流路を有することを特徴と
する請求項１〜３の何れかに記載のハイブリッド車の冷
却装置。
【請求項７】前記エンジンを含む循環系統にラジエータ
をバイパスする流路を有することを特徴とする請求項１
〜３の何れかに記載のハイブリッド車の冷却装置。
【請求項８】前記ラジエータと、該ラジエータをバイパ
スする流路とを流れる流量を制御するサーモスタット有
することを特徴とする請求項７記載のハイブリッド車の
冷却装置。
【請求項９】前記コンポーネントの温度を検出する手段
と、検出した信号にもとに前記ラジエータまたは熱交換
器をバイパスする流路を制御する手段を有する請求項５
〜８の何れかに記載のハイブリッド車の冷却装置。
【請求項１０】前記熱交換器に、エンジンを含む循環系
統とエンジンを含まない循環系統との間にまたがって熱
交換するヒートパイプを用いたことを特徴とする請求項
１〜９の何れかに記載のハイブリッド車の冷却装置。
【請求項１１】前記エンジンを含む循環系統をエンジン
を含まない循環系統の上部配置したことを特徴とする請
求項１０記載のハイブリッド車の冷却装置。