(57)【要約】【課題】回生運転時にモータジェネレータで発生する熱を車両の構成部品に適切に分配し、有効に利用又は外部に放出できるハイブリッド車両の熱分配装置を提供する。【解決手段】本発明によるハイブリッド車両の熱分配装置は、内燃機関２を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路３と、モータジェネレータ（ＭＧ）４、５を冷却するための冷媒が循環するＭＧ冷却回路６と、これらの冷却水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器７を備える。バッテリ３１の充電率ＳＯＣに基づき、バッテリ３１への充電が可能と判定されたときに、回生運転で発生した電力をバッテリ３１に充電する充電制御を実行し（図３のステップ２、３）、充電が不能と判定されたときに、回生運転で発生した熱を、熱交換器７における冷媒と冷却水との熱交換によって機関冷却回路３側に放熱する放熱制御を実行する（図３のステップ４以降）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、バッテリの電力を機械動力に変換し、又は回生運転により機械動力を電力に変換し、前記バッテリに回収するモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両において、前記モータジェネレータにおいて発生する熱を分配するハイブリッド車両の熱分配装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路と、
前記モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環する、前記機関冷却回路とは独立したモータジェネレータ冷却回路と、
前記機関冷却回路の冷却水と前記モータジェネレータ冷却回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記バッテリの充電率を取得する充電率取得手段と、
当該取得されたバッテリの充電率に基づき、当該バッテリへの充電が可能であるか否かを判定する充電判定手段と、
前記回生運転を行う場合において、前記バッテリへの充電が可能であると判定されたときに、前記回生運転によって発生した電力を前記バッテリに充電する充電制御を実行し、前記バッテリへの充電が可能でないと判定されたときに、前記回生運転によって発生した熱を、前記モータジェネレータ冷却回路を介して前記熱交換器に搬送し、当該熱交換器における熱交換によって前記機関冷却回路側に放熱する放熱制御を実行する制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項２】
前記機関冷却回路は、冷却水の熱を蓄えるための蓄熱器が設けられた蓄熱器用流路を有し、
当該蓄熱器の温度を検出する蓄熱器温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出された蓄熱器の温度が第１所定温度以下のときに、前記蓄熱器への放熱を実行することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項３】
前記内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記蓄熱器の温度が前記第１所定温度を超えたときに、前記蓄熱器への放熱を終了し、前記検出された内燃機関の温度が第２所定温度以下のときに、暖機のための前記内燃機関への放熱を実行することを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項４】
前記機関冷却回路は、冷却水の熱を外部に放出するためのラジエータが設けられたラジエータ回路を有し、
前記内燃機関の温度が前記第２所定温度を超えたときに、前記ラジエータ回路を開放するサーモスタットをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項５】
前記機関冷却回路に接続され、前記バッテリを冷却するための冷却水が循環するバッテリ冷却回路と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の温度が前記第２所定温度を超えた後、前記検出されたバッテリの温度が第３所定温度以下のときに、前記バッテリ冷却回路を開放することによって、昇温のための前記バッテリへの放熱を実行することを特徴とする、請求項４に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項６】
前記バッテリ冷却回路は、冷却水の熱を外部に放出するためのバッテリ用ラジエータが設けられたラジエータ回路を有し、
前記制御手段は、前記バッテリの温度が前記第３所定温度を超えたときに、前記バッテリ用ラジエータへの放熱を実行することを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項７】
内燃機関と、バッテリの電力を機械動力に変換し、又は回生運転により機械動力を電力に変換し、前記バッテリに回収するモータジェネレータと、を有するハイブリッド車両において、前記モータジェネレータの回生運転により発生する熱を分配するハイブリッド車両の熱分配装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路と、
前記モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環する、前記機関冷却回路とは独立したモータジェネレータ冷却回路と、
前記機関冷却回路の冷却水と前記モータジェネレータ冷却回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記回生運転で発生した熱を、前記モータジェネレータ冷却回路を介して前記熱交換器に搬送し、当該熱交換器における熱交換によって前記機関冷却回路側に放熱する放熱制御を実行する制御手段と、を備え、
前記機関冷却回路は、
前記内燃機関を通り、冷却水が循環する主回路と、
当該主回路に接続され、冷却水の熱を蓄えるための蓄熱器が設けられた蓄熱器用流路と、
前記主回路に接続され、冷却水の熱を外部に放出するためのラジエータが設けられたラジエータ回路と、を有し、
前記蓄熱器用流路を開閉するための第１開閉弁と、
前記内燃機関の温度に応じて前記ラジエータ回路を開閉する第２開閉弁と、
前記内燃機関の温度及び前記蓄熱器の温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出された内燃機関の温度及び蓄熱器の温度に応じ、前記第１開閉弁を制御することによって、前記蓄熱器、前記内燃機関及び前記ラジエータへの放熱を制御することを特徴とするハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記蓄熱器の温度が第１所定温度以下のときに、前記第１開閉弁を開弁することによって、前記蓄熱器への放熱を実行することを特徴とする、請求項７に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項９】
前記第２開閉弁は、前記内燃機関の温度が第２所定温度以下のときに閉弁状態に維持され、前記内燃機関の温度が前記第２所定温度を超えたときに開弁するように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項１０】
前記機関冷却回路に接続され、前記バッテリを冷却するための冷却水が循環するバッテリ冷却回路と、
当該バッテリ冷却回路を開閉するための第３開閉弁と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の温度が前記第２所定温度を超えた後、前記検出されたバッテリの温度が第３所定温度以下のときに、前記第３開閉弁を開弁することによって、昇温のための前記バッテリへの放熱を実行することを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【請求項１１】
前記バッテリ冷却回路は、冷却水の熱を外部に放出するためのバッテリ用ラジエータが設けられたラジエータ回路を有し、
前記バッテリ用ラジエータに向かって冷却水を送出するためのウォータポンプをさらに備え、
前記制御手段は、前記バッテリの温度が前記第３所定温度を超えたときに、前記ウォータポンプを駆動することによって、前記バッテリ用ラジエータへの放熱を実行することを特徴とする、請求項１０に記載のハイブリッド車両の熱分配装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータを有するハイブリッド車両において、モータジェネレータにおいて発生する熱を分配するハイブリッド車両の熱分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハイブリッド車両の冷却装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このハイブリッド車両は、駆動源として、エンジンと、力行及び回生が可能な回転電機（モータジェネレータ）を備える。また、冷却装置は、エンジンを冷却するための冷却液（エンジン冷却液）が循環するエンジン冷却回路と、回転電機及びその電力変換器を冷却するための冷却液（回転電機冷却液）が循環する回転電機冷却回路と、これらの両冷却回路の冷却液の間で熱交換を行う熱交換器と、回転電機冷却回路を熱交換器側又は熱交換器をバイパスするバイパス通路側に切り替えて接続する切替弁と、各冷却回路に配置されたラジエータ及びポンプなどを備える。
【０００３】
また、熱交換器の入口及び出口における回転電機冷却液の温度を、それぞれ入口温度Ｔｍｉｎ及び出口温度Ｔｍｏｕｔとして検出する。そして、入口温度Ｔｍｉｎ＜出口温度Ｔｍｏｕｔ、かつ入口温度Ｔｍｉｎ＞回転電機の上限温度Ｔｍｍａｘが成立する場合には、回転電機側がエンジン側から熱を受け取っている状態であり、過熱するおそれがあるため、切替弁をバイパス通路側に切り替えることで、回転電機などの過熱が防止される。一方、上記の条件が成立しない場合には、回転電機側がエンジン側から熱を受け取っておらず、又は回転電機などが過熱するおそれがないため、切替弁を熱交換器側に切り替えることで、回転電機側からエンジン側への放熱が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１３４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の冷却装置では、熱交換器における回転電機冷却液の入口温度Ｔｍｉｎと出口温度Ｔｍｏｕｔとの関係、すなわち回転電機とエンジンとの相対的な温度関係や、回転電機の温度とその上限温度との関係に基づいて、熱交換器の実質的な作動又は停止を制御し、回転電機とエンジンの間の熱交換を制御するにすぎない。このため、回転電機で発生した熱を必要とするエンジン以外の構成部品が存在する場合でも、回転電機の熱をその構成部品に分配することができない。
【０００６】
また、バッテリが満充電又はそれに近い状態では、回転電機の回生運転により発電を行ったとしても、その電力をバッテリに充電できず、熱として放出（消費）することが必要になる。その場合、従来の冷却装置では、回転電機での発熱が熱交換器の入口に反映されるまでに遅れを伴い、入口温度Ｔｍｉｎ＞出口温度Ｔｍｏｕｔの関係がすぐには成立しないため、熱交換器が作動せず、エンジン側への放熱を行うことができない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、回生運転時にモータジェネレータにおいて発生する熱を車両の構成部品に適切に分配し、有効に利用又は外部に放出することができるハイブリッド車両の熱分配装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関２と、バッテリ３１の電力を機械動力に変換し、又は回生運転により機械動力を電力に変換し、バッテリ３１に回収するモータジェネレータ（実施形態における（以下、本項において同じ）モータ４及びジェネレータ５）と、を有するハイブリッド車両において、モータジェネレータにおいて発生する熱を分配するハイブリッド車両の熱分配装置であって、内燃機関２を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路３と、モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環する、機関冷却回路３とは独立したモータジェネレータ冷却回路（ＭＧ冷却回路６）と、機関冷却回路３の冷却水とモータジェネレータ冷却回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器７と、バッテリ３１の充電率ＳＯＣを取得する充電率取得手段（電流電圧センサ５６、ＥＣＵ１０）と、取得されたバッテリ３１の充電率ＳＯＣに基づき、バッテリ３１への充電が可能であるか否かを判定する充電判定手段（ＥＣＵ１０、図３のステップ２）と、回生運転を行う場合において、バッテリ３１への充電が可能であると判定されたときに、回生運転によって発生した電力をバッテリ３１に充電する充電制御を実行し（図３のステップ３）、バッテリ３１への充電が可能でないと判定されたときに、回生運転によって発生した熱を、モータジェネレータ冷却回路を介して熱交換器７に搬送し、熱交換器７における熱交換によって機関冷却回路３側に放熱する放熱制御を実行する制御手段（ＥＣＵ１０、図３のステップ４以降）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、内燃機関を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路と、モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環するモータジェネレータ冷却回路が、互いに独立して設けられるとともに、冷却水と冷媒との間の熱交換が熱交換器において行われる。また、取得されたバッテリの充電率に基づき、バッテリへの充電が可能であるか否かが判定される。
【００１０】
そして、回生運転を行う場合において、バッテリへの充電が可能と判定されたときには、回生運転によって発生した電力をバッテリに充電する。これにより、バッテリ側の条件に応じて、回生運転で発生した電力の回生を行うことができる。
【００１１】
一方、バッテリへの充電が不能と判定されたときには、回生運転によって発生した熱を、モータジェネレータ冷却回路を介して熱交換器に搬送し、熱交換器における熱交換によって機関冷却回路側に放熱する放熱制御が実行される。これにより、バッテリへの充電が不能の場合、回生運転によって発生した熱を、機関冷却回路側に放熱し、車両の構成部品に適宜、分配することによって、有効に利用又は外部に放出することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、機関冷却回路３は、冷却水の熱を蓄えるための蓄熱器３３が設けられた蓄熱器用流路３４を有し、蓄熱器３３の温度（蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ）を検出する蓄熱器温度検出手段（蓄熱器水温センサ５３）をさらに備え、制御手段は、検出された蓄熱器３３の温度が第１所定温度ＴＲＥＦ１以下のときに、蓄熱器３３への放熱を実行すること（図３のステップ４、５）を特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、蓄熱器の温度が第１所定温度以下のときには、蓄熱器への放熱を実行する。これにより、回生運転で発生した熱を、低温状態の蓄熱器に放熱することによって、蓄熱器における蓄熱に有効に利用することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、内燃機関２の温度（エンジン水温ＴＷ）を検出する機関温度検出手段（エンジン水温センサ５１）をさらに備え、制御手段は、蓄熱器の温度が第１所定温度ＴＲＥＦ１を超えたときに、蓄熱器３３への放熱を終了し、検出された内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２以下のときに、暖機のための内燃機関２への放熱を実行すること（図３のステップ６、７）を特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、蓄熱器の温度が第１所定温度を超えたときに、蓄熱器への蓄熱が完了したとして、回生運転で発生した熱を無駄に消費することなく、蓄熱器への放熱を適切なタイミングで終了させることができる。また、検出された内燃機関の温度が第２所定温度以下のときに、暖機のために内燃機関への放熱を実行する。これにより、回生運転で発生した熱を、内燃機関の暖機に有効に利用することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、機関冷却回路３は、冷却水の熱を外部に放出するためのラジエータ８が設けられたラジエータ回路１２を有し、内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２を超えたときに、ラジエータ回路１２を開放するサーモスタット９をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、内燃機関の温度が第２所定温度を超えたときには、サーモスタットが作動し、ラジエータ回路を開放することによって、冷却水がラジエータに送られる。これにより、内燃機関の暖機が完了した後に、回生運転で発生した熱をラジエータに送り、外部に有効に放出することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、機関冷却回路３に接続され、バッテリ３１を冷却するための冷却水が循環するバッテリ冷却回路３２と、バッテリ３１の温度（バッテリ水温ＴＷＢＡＴ）を検出するバッテリ温度検出手段（バッテリ水温センサ５５）と、をさらに備え、制御手段は、内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２を超えた後、検出されたバッテリ３１の温度が第３所定温度ＴＲＥＦ３以下のときに、バッテリ冷却回路３２を開放することによって、昇温のためのバッテリ３１への放熱を実行すること（図３のステップ９、１０）を特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、機関冷却回路にバッテリ冷却回路が接続されており、バッテリを冷却するための冷却水がバッテリ冷却回路を循環する。そして、内燃機関の温度が第２所定温度を超えた後、検出されたバッテリの温度が第３所定温度以下のときに、バッテリ冷却回路を開放することによって、昇温（暖機）のためのバッテリへの放熱を実行する。これにより、回生運転で発生した熱を、バッテリの昇温に有効に利用することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、バッテリ冷却回路３２は、冷却水の熱を外部に放出するためのバッテリ用ラジエータ４７が設けられたラジエータ回路４３を有し、制御手段は、バッテリ３１の温度が第３所定温度ＴＲＥＦ３を超えたときに、バッテリ用ラジエータ４７への放熱を実行すること（図３のステップ９、１１）を特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、バッテリの温度が第３所定温度を超え、バッテリの昇温が完了したときに、バッテリ用ラジエータへの放熱が実行される。これにより、バッテリの昇温が完了した後に、回生運転で発生した熱をバッテリ用ラジエータに送り、外部に有効に放出することができる。
【００２２】
また、前記目的を達成するために、請求項７に係る発明は、内燃機関２と、バッテリ３１の電力を機械動力に変換し、又は回生運転により機械動力を電力に変換し、バッテリ３１に回収するモータジェネレータ（モータ４及びジェネレータ５）と、を有するハイブリッド車両において、モータジェネレータの回生運転により発生する熱を分配するハイブリッド車両の熱分配装置であって、内燃機関２を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路３と、モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環する、機関冷却回路３とは独立したモータジェネレータ冷却回路（ＭＧ冷却回路６）と、機関冷却回路３の冷却水とモータジェネレータ冷却回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器７と、回生運転で発生した熱を、モータジェネレータ冷却回路を介して熱交換器７に搬送し、熱交換器７における熱交換によって機関冷却回路３側に放熱する放熱制御を実行する制御手段（ＥＣＵ１０、図３のステップ４以降）と、を備え、機関冷却回路３は、内燃機関２を通り、冷却水が循環する主回路１１と、主回路１１に接続され、冷却水の熱を蓄えるための蓄熱器３３が設けられた蓄熱器用流路３４と、主回路１１に接続され、冷却水の熱を外部に放出するためのラジエータ８が設けられたラジエータ回路１２と、を有し、蓄熱器用流路３４を開閉するための第１開閉弁（第１流量制御弁３９）と、内燃機関２の温度に応じてラジエータ回路１２を開閉する第２開閉弁（サーモスタット９）と、内燃機関２の温度（エンジン水温ＴＷ）及び蓄熱器３３の温度（蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ）をそれぞれ検出する温度検出手段（エンジン水温センサ５１、蓄熱器水温センサ５３）をさらに備え、制御手段は、検出された内燃機関２の温度及び蓄熱器３３の温度に応じ、第１開閉弁を制御することによって、蓄熱器３３、内燃機関２及びラジエータ８への放熱を制御することを特徴とする。
【００２３】
この構成では、前述した請求項１の場合と同様、内燃機関を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路と、モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環するモータジェネレータ冷却回路が、互いに独立して設けられ、冷却水と冷媒との間の熱交換が熱交換器において行われる。また、機関冷却回路は、内燃機関を通り、冷却水が循環する主回路と、主回路に接続され、冷却水の熱を蓄えるための蓄熱器が設けられた蓄熱器用流路と、主回路に接続され、冷却水の熱を外部に放出するためのラジエータが設けられたラジエータ回路を有し、蓄熱器用流路を開閉するための第１開閉弁と、内燃機関の温度に応じてラジエータ回路を開閉する第２開閉弁がさらに設けられている。
【００２４】
本発明によれば、回生運転で発生した熱を、モータジェネレータ冷却回路を介して熱交換器に搬送し、熱交換器における熱交換によって機関冷却回路側に放熱する放熱制御が実行される。また、この放熱制御において、検出された内燃機関の温度及び蓄熱器の温度に応じ、第１開閉弁を制御することによって、蓄熱器、内燃機関及びラジエータへの放熱を制御する。これにより、バッテリの充電状態にかかわらず、回生運転で発生した熱を、内燃機関及び蓄熱器の実際の温度に応じて、蓄熱器、内燃機関又はラジエータに適切に分配し、有効に利用又は放出することができる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、制御手段は、蓄熱器３３の温度が第１所定温度ＴＲＥＦ１以下のときに、第１開閉弁を開弁することによって、蓄熱器３３への放熱を実行すること（図３のステップ４、５）を特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、蓄熱器の温度が第１所定温度以下のときに、第１開閉弁を開弁することによって、蓄熱器用流路を開放し、蓄熱器への放熱を実行する。これにより、回生運転で発生した熱を、低温状態の蓄熱器に放熱することによって、蓄熱器における蓄熱に有効に利用することができる。また、蓄熱器の温度が第１所定温度を超えたときには、蓄熱器への蓄熱が完了したとして、第１開閉弁を閉弁し、蓄熱器用流路を閉鎖することによって、回生運転で発生した熱を無駄に消費することなく、蓄熱器への放熱を適切なタイミングで終了させることができる。
【００２７】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、第２開閉弁は、内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２以下のときに閉弁状態に維持され、内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２を超えたときに開弁するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、例えば蓄熱器への放熱の終了後、内燃機関の温度が第２所定温度以下のときには、第２開閉弁が閉弁状態に維持され、ラジエータ回路が閉鎖されることによって、回生運転で発生した熱を内燃機関に放熱し、暖機に利用することができる。また、内燃機関の温度が第２所定温度を超えたときには、第２開閉弁が開弁し、ラジエータ回路を開放することによって、冷却水がラジエータに送られる。これにより、内燃機関の暖機が完了した後に、回生運転で発生した熱をラジエータに送り、外部に有効に放出することができる。
【００２９】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、機関冷却回路３に接続され、バッテリ３１を冷却するための冷却水が循環するバッテリ冷却回路３２と、バッテリ冷却回路３２を開閉するための第３開閉弁（第２流量制御弁４４）と、バッテリ３１の温度（バッテリ水温ＴＷＢＡＴ）を検出するバッテリ温度検出手段（バッテリ水温センサ５５）と、をさらに備え、制御手段は、内燃機関２の温度が第２所定温度ＴＲＥＦ２を超えた後、検出されたバッテリ３１の温度が第３所定温度ＴＲＥＦ３以下のときに、第３開閉弁を開弁することによって、暖機のためのバッテリ３１への放熱を実行すること（図３のステップ９、１０）を特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、機関冷却回路にバッテリ冷却回路が接続されており、バッテリを冷却するための冷却水がバッテリ冷却回路を循環する。そして、内燃機関の温度が第２所定温度を超えた後、バッテリの温度が第３所定温度以下のときには、第３開閉弁を開弁し、バッテリ冷却回路を開放することによって、昇温のためのバッテリへの放熱を実行する。これにより、回生運転で発生した熱を、バッテリの昇温に有効に利用することができる。
【００３１】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のハイブリッド車両の熱分配装置において、バッテリ冷却回路３２は、冷却水の熱を外部に放出するためのバッテリ用ラジエータ４７が設けられたラジエータ回路４３を有し、バッテリ用ラジエータ４７に向かって冷却水を送出するためのウォータポンプ（第３ウォータポンプ４６）をさらに備え、制御手段は、バッテリ３１の温度が第３所定温度ＴＲＥＦ３を超えたときに、ウォータポンプを駆動することによって、バッテリ用ラジエータ４７への放熱を実行すること（図３のステップ９、１１）を特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、バッテリの温度が第３所定温度を超えたときに、ウォータポンプを駆動することによって、バッテリ用ラジエータへの放熱が実行される。これにより、バッテリの昇温が完了した後に、回生運転で発生した熱をバッテリ用ラジエータに送り、外部に有効に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の熱分配装置を含む冷却装置を模式的に示す図である。
【図２】図１の冷却装置における制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２の制御装置で実行される熱分配制御処理を示すフローチャートである。
【図４】蓄熱器への放熱制御状態における、冷却装置内での機関冷却回路の冷却水及びモータジェネレータ冷却回路のオイルの流れを説明するための説明図である。
【図５】内燃機関への放熱制御状態における、図４と同様の説明図である。
【図６】バッテリへの放熱制御状態における、図４と同様の説明図である。
【図７】ラジエータへの放熱制御状態における、図４と同様の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による熱処理装置を含む冷却装置を模式的に示している。同図に示すように、この冷却装置１は、駆動源として搭載される内燃機関２及びモータ４と、ジェネレータ５やバッテリ３１を備えたハイブリッド車両に適用されている。本例では、互いに別体のモータ４及びジェネレータ５によって、モータジェネレータが構成されている。
【００３５】
冷却装置１は、内燃機関（以下「エンジン」という）２を冷却するための冷却水（例えばＬＬＣ (Long Life Coolant)）が循環する機関冷却回路３と、モータ４及びジェネレータ５を冷却するための冷媒としてのオイル（例えばＡＴＦ(Automatic Transmission fluid)）が循環するＭＧ（モータジェネレータ）冷却回路６と、これらの冷却水とオイルとの間で熱交換を行うための熱交換器７と、バッテリ３１を冷却するための冷却水が循環するバッテリ冷却回路３２などを備えている。
【００３６】
機関冷却回路３は、冷却水が常時、循環可能な主回路１１と、ラジエータ８を有し、エンジン２とラジエータ８との間で冷却水を循環させるラジエータ回路１２と、熱交換器７を有し、エンジン２から熱交換器７に流出した冷却水を主回路１１に戻すための熱交換器用流路１３と、熱交換器用流路１３に設けられ、冷却水の流路を切り換えるための第１三方弁１４と、蓄熱器３３を有し、蓄熱器３３に蓄えられた高温の冷却水を主回路１１に供給するための蓄熱器用流路３４などを備えている。なお、ラジエータ８は、ハイブリッド車両の前部に配置され、その前側には、ラジエータ８に冷風を導入するための開度が可変のグリルシャッタ５０（図２参照）が設けられている。
【００３７】
主回路１１は、第１〜第３流路１１ａ〜１１ｃを有する。第１流路１１ａは、エンジン２のウォータジャケット（図示せず）の冷却水出口に接続され、第２流路１１ｂは、サーモスタット９と電動の第１ウォータポンプ１６をつなぐように設けられ、第３流路１１ｃは、第１ウォータポンプ１６とウォータジャケットの冷却水入口をつなぐように設けられている。第１流路１１ａは、第２流路１１ｂの途中に接続されている。また、第１流路１１ａには、エンジン２側から順に、第２三方弁３５、電動の第２ウォータポンプ３６、ヒータ３７、及び車両の暖房に用いられるヒータコア３８などが設けられている。
【００３８】
このように構成された主回路１１では、第１ウォータポンプ１６が駆動されると、エンジン２の冷却水出口から流出した冷却水は、第１〜第３流路１１ａ〜１１ｃを順に流れ、エンジン２の冷却水入口に流入し、循環する。
【００３９】
ラジエータ回路１２は、第１〜第４流路１２ａ〜１２ｄを有するとともに、主回路１１の第２及び第３流路１１ｂ、１１ｃを共用している。具体的には、第１流路１２ａは、エンジン２の冷却水出口とラジエータ８をつなぐように設けられ、第２流路１２ｂはラジエータ８から下流側に延びている。第２流路１２ｂの下流側は第３及び第４流路１２ｃ、１２ｄに分岐し、第３流路１２ｃの下流側端部はサーモスタット９に接続され、第４流路１２ｄの下流側端部は第１三方弁１４に接続されている。サーモスタット９は、ラジエータ回路１２を流れる冷却水の温度が所定温度（例えば９０℃）以下のときに、ラジエータ回路１２を閉鎖し、所定温度を超えたときに、ラジエータ回路１２を開放するように構成されている。
【００４０】
このように構成されたラジエータ回路１２では、第１ウォータポンプ１６が駆動されるとともに、冷却水の温度が上昇し、所定温度を超えると、サーモスタット９が開くことによって、エンジン２から流出した冷却水は、第１流路１２ａ、ラジエータ８、第２流路１２ｂ、第３流路１２ｃ、サーモスタット９、並びに主回路１１の第２流路１１ｂ及び第３流路１１ｃを順に流れ、エンジン２に戻り、循環する。これにより、冷却水の熱がラジエータ８から外部に放出される。一方、冷却水が所定温度以下のときには、サーモスタット９は閉じた状態に維持され、このような冷却水の循環は発生しない。
【００４１】
熱交換器用流路１３は、その上流側端部が第１三方弁１４に接続され、熱交換器７内を通って延びるとともに、下流側端部が、主回路１１のヒータコア３８とウォータポンプ１６の間に接続されている。
【００４２】
この構成では、エンジン２から第１三方弁１４を介して熱交換器用流路１３に流入した冷却水は、熱交換器７を通って主回路１１の第１流路１１ａに流入する。また、冷却水が熱交換器７内を流れる際、後述するように、ＭＧ冷却回路６のオイルとの間で熱交換が行われる。
【００４３】
また、蓄熱器用流路３４は、主回路１１の第２三方弁３５よりも上流側から分岐し、ヒータコア３８よりも下流側に合流している。蓄熱器用流路３４には、エンジン２側（上流側）から順に、冷却水の流量を調整するための第１流量制御弁３９、蓄熱器３３及び第３三方弁４０が設けられている。蓄熱器３３は、内外の二重構造を有し、エンジン２の運転時に昇温された冷却水を断熱状態で貯留するとともに、暖機運転時にエンジン２に供給し、暖機を促進するためのものである。
【００４４】
また、ＭＧ冷却回路６は、モータ用流路２１、ジェネレータ用流路２２、送り流路２３及び戻り流路２４を有する。モータ用流路２１は、モータ４に通されており、モータ用オイルポンプ２５を有するとともに、両端部において、送り流路２３及び戻り流路２４に接続されている。ジェネレータ用流路２２は、ジェネレータ５に通されており、ジェネレータ用オイルポンプ２６を有するとともに、両端部において、送り流路２３及び戻り流路２４に、モータ用流路２１と並列に接続されている。
【００４５】
送り流路２３は、一端側にモータ用流路２１及びジェネレータ用流路２２が接続されるとともに、他端側は熱交換器７のオイル入口に接続されている。同様に、戻り流路２４は、一端側にモータ用流路２１及びジェネレータ用流路２２が接続されるとともに、他端側は熱交換器７のオイル出口に接続されている。
【００４６】
以上のように構成されたＭＧ冷却回路６では、モータ用オイルポンプ２５が駆動されると、モータ４から流出したオイルは、モータ用流路２１から送り流路２３に流れ、熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４及びモータ用流路２１を介して、モータ用オイルポンプ２５に戻る。同様に、ジェネレータ用オイルポンプ２６が駆動されると、ジェネレータ５から流出したオイルは、ジェネレータ用流路２２から送り流路２３に流れ、熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４及びジェネレータ用流路２２を介して、ジェネレータ用オイルポンプ２６に戻る。そして、このようにオイルが循環する際、熱交換器７において、オイルと熱交換器用流路１３を介して熱交換器７に流入する冷却水との間で、熱交換が行われる。
【００４７】
さらに、バッテリ冷却回路３２は、主回路４２及びラジエータ回路４３を有する。主回路４２は、機関冷却回路３の主回路１１のヒータコア３８のすぐ下流側の分岐部から分岐し、閉回路を形成するとともに、主回路１１の分岐部の下流側に戻り、合流している。主回路４２は、バッテリ３１に通されており、冷却水の流量を調整するための第２流量制御弁４４を有するとともに、蓄熱器用流路３４の第３三方弁４０に接続されている。
【００４８】
ラジエータ回路４３は、主回路４２のバッテリ３１の上流側及び下流側に、バッテリ３１をバイパスするように並列に接続されている。ラジエータ回路４３には、上流側から順に、第４三方弁４５、電動の第３ウォータポンプ４６、バッテリ用ラジエータ４７、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８及び充電器４９が設けられている。第４三方弁４５は、ラジエータ回路４３の充電器４９の下流側にも接続されている。
【００４９】
以上のように構成されたバッテリ冷却回路３２では、第２流量制御弁４４が開弁すると、その開度に応じて、機関冷却回路３の主回路１１から主回路４２に冷却水が流入し、バッテリ３１を通って循環する。これにより、冷却水とバッテリ３１との温度関係に応じて、バッテリ３１が冷却水によって昇温又は冷却される。また、第３ウォータポンプ４６が駆動されると、冷却水が主回路４２からラジエータ回路４３に送出される。これにより、冷却水の熱がバッテリ用ラジエータ４７から外部に放熱されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８及び充電器４９が冷却される。
【００５０】
また、この冷却装置では、各種のデバイスの温度状態を検出するためのセンサが、次のように設けられている。エンジン２には、その冷却水出口付近における冷却水の温度（以下「エンジン水温ＴＷ」という）を検出するエンジン水温センサ５１が設けられている。また、ラジエータ８には、その出口付近における冷却水の温度（以下「ラジエータ水温ＴＷＲ」という）を検出するラジエータ水温センサ５２が設けられ、それらの検出信号は、後述するＥＣＵ１０（電子制御ユニット）に出力される（図２参照）。
【００５１】
また、蓄熱器３３には、その出口付近における冷却水の温度（以下「蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ」という）を検出する蓄熱器水温センサ５３が、ＭＧ冷却回路６の送り流路２３には、オイルの温度（以下「オイル温ＴＡＴＦ」という）を検出するオイル温センサ５４が、バッテリ３１には、その入口付近における冷却水の温度（以下「バッテリ水温ＴＷＢＡＴ」という）を検出するバッテリ水温センサ５５が、それぞれ設けられており、それらの検出信号はＥＣＵ１０に出力される（図２参照）。
【００５２】
さらに、ＥＣＵ１０には、バッテリ３１に設けられた電流電圧センサ５６から、バッテリ３１を流れる電流・電圧を表す検出信号が入力される。ＥＣＵ１０は、これらの検出信号に基づき、バッテリ３１の実際の充電率ＳＯＣを算出する。
【００５３】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ１０は、上述した各種の温度センサ５１〜５５による検出信号などに応じて、上述した冷却装置１の各種のデバイス（第１〜第３ウォータポンプ１６、３６、４６、モータ用及びジェネレータ用オイルポンプ２５、２６、第１及び第２流量制御弁３９、４４、第１〜第４三方弁１４、３５、４０、４５、グリルシャッタ５０など）を制御することによって、冷却装置１を制御する。
【００５４】
また、ＥＣＵ１０は、本実施形態では特に、図２に示すデバイスなどを制御することにより、回生運転時にジェネレータ５で発生した熱を分配する熱分配制御処理を実行する。
【００５５】
図３は、この熱分配制御処理を示す。本処理は、例えば所定の周期で繰り返し実行される。まず、そのステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、回生運転フラグＦ＿ＲＥＧが「１」であるか否かを判別する。この回生運転フラグＦ＿ＲＥＧは、エンジン２を停止した車両の減速時、ジェネレータ５による回生運転が実行されているときに、「１」にセットされるものである。このステップ１の答えがＮＯで、回生運転中でないときには、そのまま本処理を終了する。
【００５６】
ステップ１の答えがＹＥＳで、回生運転中のときには、バッテリ３１の充電率ＳＯＣが所定値ＳＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ２）。この所定値ＳＲＥＦは、例えばバッテリ３１の満充電状態（例えば９０％）に相当するように設定されている。この答えがＮＯで、ＳＯＣ＜ＳＲＥＦのときには、バッテリ３１への充電が可能であるとして、回生運転によって発生した電力をバッテリ３１に充電する充電制御を実行し（ステップ３）、本処理を終了する。この充電制御により、バッテリ３１の充電率ＳＯＣに応じて、回生運転で発生した電力の回生を行うことができる。
【００５７】
上記ステップ３の答えがＹＥＳで、ＳＯＣ≧ＳＲＥＦのときには、バッテリ３１への充電が不能であるとして、次のステップ４以降において、回生運転によって発生した熱を冷却装置１の適当なデバイスに分配・放熱する熱分配制御を実行する。まず、ステップ４では、検出された蓄熱器水温ＴＷＥＳＴが第１所定温度ＴＲＥＦ１（例えば９０℃）以下であるか否かを判別する。
【００５８】
この答えがＹＥＳで、ＴＷＥＳＴ≦ＴＲＥＦ１のときには、蓄熱器３３における蓄熱が十分でないとして、蓄熱を促進するために、蓄熱器３３への放熱制御を実行し（ステップ５）、本処理を終了する。この蓄熱器放熱制御では、第１ウォータポンプ１６やモータ用及びジェネレータ用オイルポンプ２５、２６が作動している状態で、第１流量制御弁３９を開弁し、第２流量制御弁４４を閉弁する。図４は、この蓄熱器放熱制御状態における冷却水及びオイルの流れを示す。なお、図４及び後述する図５〜図７では、冷却水又はオイルが流れている流路を太線で表し、その流れの向きを矢印で示すとともに、流れていない流路を細線で表している。
【００５９】
図４に示すように、この制御状態では、モータ用及びジェネレータ用オイルポンプ２５、２６が作動していることで、ＭＧ冷却回路６のオイルは、モータ４及びジェネレータ５の側から送り流路２３に流れ、熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４を介して、モータ４及びジェネレータ５に戻る。
【００６０】
一方、第１ウォータポンプ１６が作動していることで、機関冷却回路３の冷却水は、エンジン２から主回路１１を介して循環する。また、冷却水は、エンジン２から熱交換器用流路１３を介して熱交換器７に流入し、高温のオイルとの熱交換によって昇温された後、熱交換器７から流出し、エンジン２に戻る。
【００６１】
また、第１流量制御弁３９が開弁状態にあることで、昇温された冷却水は、エンジン２から蓄熱器用流路３４を介して蓄熱器３３に流入する。これにより、蓄熱器放熱制御では、回生運転で発生した熱を、低温状態の蓄熱器３３に放熱し、蓄熱器３３における蓄熱に有効に利用することができる。
【００６２】
図３に戻り、前記ステップ４の答えがＮＯで、ＴＷＥＳＴ＞ＴＲＥＦ１のときには、蓄熱器３３が十分に蓄熱されたとして、ステップ６に進み、エンジン水温ＴＷが第２所定温度ＴＲＥＦ２以下であるか否かを判別する。この第２所定温度ＴＲＥＦ２は、例えばサーモスタット９の作動温度に相当する所定値（例えば９０℃）に設定されている。
【００６３】
このステップ６の答えがＹＥＳで、ＴＷ≦ＴＲＥＦ２のときには、サーモスタット９が作動していないとともに、エンジン２の暖機が完了していないとして、エンジン２への放熱制御を実行し（ステップ７）、本処理を終了する。
【００６４】
このエンジン放熱制御では、上述した蓄熱器放熱制御状態から、第１流量制御弁３９を閉弁する。図５に示すように、この制御状態では、蓄熱器放熱制御の場合と同様、熱交換器７において冷却水とオイルとの熱交換が行われ、冷却水が昇温される。また、第１流量制御弁３９が閉弁状態にあることで、昇温された冷却水は、エンジン２から蓄熱器３３には流入せず、主回路１１を介して循環する。これにより、エンジン放熱制御では、回生運転で発生した熱を、エンジン２に放熱し、その暖機に有効に利用することができる。
【００６５】
図３に戻り、前記ステップ６の答えがＮＯで、ＴＷ＞ＴＲＥＦ２のときには、エンジン２の暖機が完了するとともに、サーモスタット９が作動しているとして、ラジエータ８による放熱を促進するために、グリルシャッタ５０を全開状態に制御する（ステップ８）。また、バッテリ水温ＴＷＢＡＴが第３所定温度ＴＲＥＦ３以下であるか否かを判別する（ステップ９）。この第３所定温度ＴＲＥＦ３は、例えばバッテリ３１の上限温度よりも低い所定値（例えば３０℃）に設定されている。
【００６６】
このステップ９の答えがＹＥＳで、ＴＷＢＡＴ≦ＴＲＥＦ３のときには、バッテリ３１が低温状態にあるとして、バッテリ３１の昇温（暖機）を促進するために、バッテリ３１への放熱制御を実行し（ステップ１０）、本処理を終了する。
【００６７】
このバッテリ放熱制御では、上述したエンジン放熱制御状態から、第２流量制御弁４４を開弁する。図６に示すように、この制御状態では、サーモスタット９の作動に伴い、冷却水がラジエータ回路１２を流れることによって、冷却水の熱がラジエータ８から外部へ放出される。このラジエータ８からの放熱は、全開状態のグリルシャッタ５０によって促進される。また、第２流量制御弁４４が開弁状態にあることで、熱交換器７における熱交換で昇温された冷却水は、バッテリ冷却回路３２の主回路４２に流れ、バッテリ３１に流入する。これにより、バッテリ放熱制御では、回生運転で発生した熱を、バッテリ３１に放熱し、バッテリ３１の昇温に有効に利用することができる。
【００６８】
一方、前記ステップ９の答えがＹＥＳで、ＴＷＢＡＴ＞ＴＲＥＦ３のときには、バッテリ３１の昇温が完了したとして、バッテリ用ラジエータ４７への放熱制御を実行し（ステップ１１）、本処理を終了する。
【００６９】
このラジエータ放熱制御では、上述したバッテリ放熱制御状態から、第３ウォータポンプ４６を駆動する。これにより、図７に示すように、バッテリ冷却回路３２内の冷却水が、バッテリ用ラジエータ４７に送られる。このように、ラジエータ放熱制御では、バッテリ３１の昇温が完了した後、回生運転で発生した熱をバッテリ用ラジエータ４７に放熱し、外部に有効に放出することができる。
【００７０】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、バッテリ３１の充電率ＳＯＣが所定値ＳＲＥＦ以上であるという条件が成立したときに、バッテリ３１が満充電状態にあり、充電が不能であるとして、放熱制御を実行している。本発明は、そのような条件を設定することなく、例えばバッテリ３１が満充電状態でない場合にも、放熱制御を実行することが可能であり、それにより、回生運転で発生した熱を積極的に利用して、蓄熱器における蓄熱や内燃機関の暖機などを行うことができる。
【００７１】
また、実施形態では、回生運転で発生した熱を必要とするデバイスとして、蓄熱器３３や、エンジン２、バッテリ３１を対象とし、回生運転で発生した熱を外部に放出するためのデバイスとして、エンジン用のラジエータ８やバッテリ用ラジエータ４７を対象とし、これらのデバイスに放熱を行っているが、これに限らず、熱を必要とする又は放出する他の適当なデバイスを対象としてもよい。
【００７２】
また、実施形態では、蓄熱器３３や、エンジン２、バッテリ３１を代表する温度として、各デバイスにおける冷却水の温度を用いているが、これに限らず、各デバイスの本体の温度を用いてもよい。また、モータ４とジェネレータ５が互いに別体で構成されているが、一体でもよいことはもちろんである。さらに、図１などに示した冷却装置１の構成は、あくまで例示であり、その細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２  内燃機関
３  機関冷却回路
４  モータ
５  ジェネレータ
６  ＭＧ冷却回路（モータジェネレータ冷却回路）
７  熱交換器
８  ラジエータ
９  サーモスタット（第２開閉弁）
１０  ＥＣＵ（充電判定手段、制御手段）
１１  主回路
１２  ラジエータ回路
３１  バッテリ
３２  バッテリ冷却回路
３４  蓄熱器用流路
３９  第１流量制御弁（第１開閉弁）
４４  第２流量制御弁（第３開閉弁）
４３  ラジエータ回路
４６  第３ウォータポンプ（ウォータポンプ）
４７  バッテリ用ラジエータ
５１  エンジン水温センサ（機関温度検出手段、温度検出手段）
５３  蓄熱器水温センサ（蓄熱器温度検出手段、温度検出手段）
５５  バッテリ水温センサ（バッテリ温度検出手段）
５６  電流電圧センサ（充電率取得手段）
ＴＷ  エンジン水温（内燃機関の温度）
ＴＷＥＳＴ  蓄熱器水温（蓄熱器の温度）
ＴＷＢＡＴ  バッテリ水温（バッテリの温度）
ＴＲＥＦ１  第１所定温度
ＴＲＥＦ２  第２所定温度
ＴＲＥＦ３  第３所定温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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