(57)【要約】 【課題】  電気ヒータ等電力消費量の大きい発熱素子を必要とせずに、内燃機関に供給される吸気の吸気温度を可変できる車両用冷却装置を提供すること。【解決手段】  車両用冷却装置２０は、吸気が取り込まれる吸気孔１１ａを有し、車両１の駆動源であるエンジン１１と、車両１の駆動源であるモータ１０と、吸気孔１１ａに吸気を供給する第１吸気通路２１と、モータ１０を制御するＰＣＵ１２と、ＰＣＵ１２を介して吸気孔１１ａに吸気を供給する第２吸気通路２２と、第１吸気通路２１及び第２吸気通路２２の少なくとも１つの開口面積を調整する第１調整弁２３と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気が取り込まれる吸気孔を有し、車両の駆動源である内燃機関と、
前記車両の駆動源である回転機と、
前記吸気孔に吸気を供給する第１吸気通路と、
前記回転機を制御する制御部と、
前記制御部を介して前記吸気孔に吸気を供給する第２吸気通路と、
前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路の少なくとも１つの開口面積を調整する第１調整弁と、を備える車両用冷却装置。
【請求項２】
前記第２吸気通路に備えられた冷却ファンと、
前記冷却ファンを介して前記第２吸気通路を流通する吸気を外部に放出する放出孔と、
前記放出孔の開口面積を調整する第２調整弁と、を備える請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記制御部には、前記制御部の熱を前記第２吸気通路側に放熱する放熱部を備える請求項１または２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記第１調整弁は、
前記第１吸気通路と前記吸気孔との連通を禁止、かつ、前記第２吸気通路と前記吸気孔との連通を許可する第１状態と、
前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路の開口面積を調整する第２状態と、
前記第１吸気通路と前記吸気孔との連通を許可、かつ、前記第２吸気通路と前記吸気孔との連通を禁止する第３状態と、で切換可能に構成される請求項３に記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記内燃機関が要求する吸気温度が外気温度よりも高い場合は、前記第１状態を呈する請求項４に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
前記第２調整弁により前記第２吸気通路と前記放出孔との連通を禁止する請求項５に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
前記内燃機関が要求する吸気温度が外気温度よりも高い場合、かつ、前記内燃機関が要求する吸気温度が前記放熱部により受熱した前記第２吸気通路内の吸気温度よりも低い場合は、前記第２状態を呈する請求項４に記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記第２調整弁により前記第２吸気通路と前記放出孔との連通を禁止する請求項７に記載の車両用冷却装置。
【請求項９】
前記内燃機関が要求する吸気温度が外気温度以下の場合は、前記第３状態を呈する請求項４に記載の車両用冷却装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の停止時、かつ、前記回転機の作動時は、前記第３状態を呈する請求項４に記載の車両用冷却装置。
【請求項１１】
前記第２調整弁により前記第２供給通路と前記放出孔との連通を許可する請求項９または１０に記載の車両用冷却装置。
【請求項１２】
前記第１状態、前記第２状態及び前記第３状態の何れかの状態であっても、前記放熱部による放熱量よりも前記制御部による発熱量の方が大きい場合は、前記第１調整弁は前記第１状態を呈すると共に、前記第２調整弁は前記第２吸気通路と前記放出孔との連通を許可する請求項４〜１１の何れかに記載の車両用冷却装置。
【請求項１３】
前記第２調整弁が前記第２供給通路と前記放出孔との連通を許可している場合は前記冷却ファンが作動し、前記第２調整弁が前記第２供給通路と前記放出孔との連通を禁止している場合は前記冷却ファンが停止する請求項２〜１２の何れかに記載の車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力源である内燃機関及び回転機を備えた車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境変化の高まりを受け、燃料の消費量や排ガスの排出量を低減可能な車両の開発が進んでいる。このような車両として、内燃機関及びモータの両方を駆動源とするハイブリッド車（以下、ＨＶ車と称する）がある。
【０００３】
このような環境変化の高まりに対し、内燃機関においては、効率よく内燃機関を作動させ、燃費を向上させることが求められている。例えば、特許文献１に記載のように、内燃機関が低負荷時には吸気温度を上昇させて燃焼効率を高め、内燃機関の負荷上昇に伴い吸気温度を低下させてノッキングを抑制して、燃費の向上を図るものが知られている。また、特許文献２では、内燃機関に供給される吸気の吸気温度を上昇させるために、吸気加熱用の電気ヒータを用いることが知られている。
【０００４】
一方、ＨＶ車に用いられるモータは、車両の駆動源となるべく高出力であり、モータの電源装置やインバータ等、モータの制御装置の発熱量は非常に高いものとなる。例えば特許文献３では、内燃機関の冷却回路とは別に、モータやモータの制御装置を冷却する冷却回路が備えられ、冷却水によってモータの制御装置を冷却することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８３６１８号公報
【特許文献２】特開昭６２−３５０５３号公報
【特許文献３】特開２００５−１０４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように内燃機関の負荷に応じて吸気温度を可変させるためには、特許文献２のような電力消費量の大きい電気ヒータを用いる必要があり、電気ヒータの作動によって電力を消費する。するとＨＶ車においては、モータへの電力供給量が減少して、モータによる駆動力の確保が難しくなる。結果、内燃機関を作動させて不足したモータの駆動力を補う必要があり、燃費悪化の一因となりうる。
【０００７】
また、特許文献３のように、モータやモータの制御装置を冷却水によって冷却する場合は、冷却水を循環させるポンプや、冷却水の熱を外部に放出するラジエータを備える必要がある。従って、多くの部品が必要となり、ＨＶ車の価格が上昇する一因となりうる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電気ヒータ等電力消費量の大きい発熱素子を必要とせずに、内燃機関に供給される吸気の吸気温度を可変できる車両用冷却装置を提供することにある。また、従来の冷却水による水冷を行なわずに、モータやモータの制御装置を冷却できる車両用冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の技術的課題を解決するために本発明に講じられた特長構成は、吸気が取り込まれる吸気孔を有し、車両の駆動源である内燃機関と、前記車両の駆動源である回転機と、前記吸気孔に吸気を供給する第１吸気通路と、前記回転機を制御する制御部と、前記制御部を介して前記吸気孔に吸気を供給する第２吸気通路と、前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路の少なくとも１つの開口面積を調整する第１調整弁と、を備えることである。
【００１０】
本特徴構成によれば、内燃機関への吸気を回転機の制御部を介してから供給できるため、吸気は制御部の熱を受熱し、内燃機関が要求する吸気温度にすることができる。よって、内燃機関の燃費向上に貢献できる。
【００１１】
また、内燃機関への吸気を回転機の制御部を介してから供給できるため、大風量の吸気が制御部に作用できる。よって、従来水冷で冷却した制御部を、空冷に置き換えることができ、冷却水や冷却水を冷却するラジエータ等の部品を削減できる。
【００１２】
更に、制御部の熱は、外部に放出せずに吸気を介して内燃機関に供給できるため、本発明は熱効率の観点からも優れている。
【００１３】
なお、制御部とは、回転機を制御するインバータ、昇圧回路及び電源装置の他、回転機本体も含むものとする。また、回転機とは、電動機及び発電機の少なくとも１つを指す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る車両の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る車両用冷却装置の第１調整弁が第１状態のときをを示す概略図である。
【図３】本発明に係る車両用冷却装置の第１調整弁が第１状態のときをを示す概略図である。
【図４】本発明に係る車両用冷却装置の第１調整弁が第３状態のときをを示す概略図である。
【図５】本発明に係る車両用冷却装置の第１調整弁が第１状態のときをを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施形態を、図面に基づき説明する。
【００１６】
図１に基づいて、車両１の全体構成を説明する。
【００１７】
車両１の前後には、前輪２と後輪３とが、それぞれ左右一対配置される。この車両１は、前輪２が駆動輪であり、モータ１０もしくはエンジン１１が駆動すると、その動力がドライブシャフト４を介して前輪２に伝達される。なお、車両１は前輪駆動車に限らず、後輪駆動車や４輪駆動車であっても構わない。
【００１８】
車両１の下部にはモータ１０の電源となるバッテリ１３が搭載される。バッテリ１３は、後述するＰＣＵ１２を介してモータ１０に電気的に接続されている。
【００１９】
モータ１０とバッテリ１３との間には、インバータや昇圧回路を備えたパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと称す）１２が電気的に接続されている。バッテリ１３からの直流電流は、ＰＣＵ１２で昇圧され交流電流に変換されることにより、モータ１０を駆動できるように構成されている。車両１の減速時に、モータ１０が発電機として機能し、モータ１０で発電された電力がＰＣＵ１２を介してバッテリ１３への回生充電が行なわれるように構成すると好ましい。
【００２０】
次に、図２〜図５に基づき、車両１に搭載される車両用冷却装置２０を説明する。
【００２１】
車両用冷却装置２０は、吸気が取り込まれる吸気孔１１ａを有し、車両１の駆動源であるエンジン１１と、車両１の駆動源であるモータ１０と、吸気孔１１ａに吸気を供給する第１吸気通路２１と、モータ１０を制御するＰＣＵ１２と、ＰＣＵ１２を介して吸気孔１１ａに吸気を供給する第２吸気通路２２と、第１吸気通路２１及び第２吸気通路２２の少なくとも１つの開口面積を調整する第１調整弁２３と、を備える。更に、第２吸気通路２２に備えられた冷却ファン２４と、冷却ファン２４を介して第２吸気通路２２を流通する吸気を外部に放出する放出孔２２ａと、放出孔２２ａの開口面積を調整する第２調整弁２５と、を備え、ＰＣＵ１２には、ＰＣＵ１２の熱を第２吸気通路２２側に放熱する放熱部１２ａを備えている。なお、放熱部１２ａは、放熱フィン等の吸気との接触面積を増大させ、熱の授受が積極的に行なえるものが好ましい。
【００２２】
第１調整弁２３は、第１供給通路２１と吸気孔１１ａとの連通を禁止、かつ、第２吸気通路２２と吸気孔１１ａとの連通を許可する第１状態（図２及び図５の状態）と、第１吸気通路２１及び第２吸気通路２２の開口面積を調整する第２状態（図３の状態）と、第１吸気通路２１と吸気孔１１ａとの連通を許可、かつ、第２吸気通路２２と吸気孔１１ａとの連通を禁止する第３状態（図４の状態）と、で切換可能に構成される。
【００２３】
図２は、第１調整弁２３が第１状態のときの概略図である。このとき、第２調整弁２５は、第２吸気通路２２と放出孔２２ａとの連通を禁止している。エンジン１１が要求する吸気温度が、外気温度（車両用冷却装置２０に供給される吸気温度）よりも高い場合、ＰＣＵ１２を介して吸気を供給する。この場合、吸気はＰＣＵ１２を通過する際に、ＰＣＵ１２からの発熱を放熱部１２ａにて受熱し、吸気温度を上昇させる。従って、吸気の吸気温度は上昇し、エンジン１１が要求する吸気温度に近づけることができる。
【００２４】
図３は、第１調整弁２３が第２状態のときの概略図である。このとき、第２調整弁２５は、第２吸気通路２２と放出孔２２ａとの連通を禁止している。エンジン１１が要求する吸気温度が、外気温度（車両用冷却装置２０に供給される吸気温度）よりも高い場合、かつ、エンジン１１が要求する吸気温度が放熱部１２ａにより受熱した第２吸気通路２２内の吸気温度よりも低い場合は、第１調整弁２３は第１吸気通路２１及び第２吸気通路２２の両方の連通を許可（調整）する。従って、第１調整弁２３により第１吸気通路２１及び第２吸気通路２２の開口面積を調整することにより、吸気の吸気温度を調整し、エンジン１１が要求する吸気温度に近づけることができる。
【００２５】
図４は、第１調整弁２３が第３状態のときの概略図である。このとき、第２調整弁２５は、第２吸気通路２２と放出孔２２ａとの連通を許可している。また、第２調整弁２５が第２供給通路２２と放出孔２２ａとの連通を許可している場合は、冷却ファン２４が作動する。エンジン１１が要求する吸気温度が外気温度（車両用冷却装置２０に供給される吸気温度）以下の場合は、ＰＣＵ１２を介さず放熱部１２ａの熱を受熱せずに吸気を供給する。従って、吸気の吸気温度は上昇せず、エンジン１１が要求する吸気温度から遠ざかることを抑制できる。
【００２６】
もしくは、エンジン１１の停止時かつモータ１０の作動時は、第１調整弁２３は第３状態となる。この場合、車両用冷却装置２０に供給される吸気は、エンジン１１に供給されない。車両用冷却装置２０に供給される吸気は、ＰＣＵ１２からの発熱を放熱部１２ａにて受熱し、冷却ファン２４によって放出孔２２ａから外部に放出する。従って、吸気はＰＣＵ１２を空冷する冷却風となり、ＰＣＵ１２を適正な温度とすることができる。
【００２７】
図５は、第１調整弁２３が第１状態のときの概略図である。一方、図２の状態とは異なり、第２調整弁２５は、第２吸気通路２２と放出孔２２ａとの連通を許可している。放熱部１２ａによる放熱量よりもＰＣＵ１２による発熱量の方が大きい場合は、車両用冷却装置２０に供給される吸気はＰＣＵ１２を通過するようにする。この場合、吸気はＰＣＵ１２を通過する際に、ＰＣＵ１２からの発熱を放熱部１２ａにて受熱し、吸気温度が上昇する。ＰＣＵ１２を通過した吸気は、エンジン１１に供給されると共に、冷却ファン２４によって放出孔２２ａから外部に放出する。このとき、エンジン１１に供給される吸気の吸気温度が、エンジン１１が要求する吸気温度から遠ざかる場合であっても、放熱部１２ａによる放熱量よりもＰＣＵ１２による発熱量の方が大きい場合は、吸気はＰＣＵ１２を通過させる。一般的に、エンジン１１に供給される吸気の吸気温度が、エンジン１１が要求する吸気温度から遠ざかる場合は、エンジン１１の燃費悪化となりうる。一方、放熱部１２ａによる放熱量よりもＰＣＵ１２による発熱量の方が大きい場合は、ＰＣＵ１２が壊れる可能性がある。従って、放熱部１２ａによる放熱量よりもＰＣＵ１２による発熱量の方が大きい場合は、エンジン１１の燃費向上よりもＰＣＵ１２の保護を優先させる。
【００２８】
なお、図５の状態において、吸気の供給先は、エンジン１１と冷却ファン２４との２つであるため、図２〜図４の状態と比較して、車両用冷却装置２０に供給される吸気量は多い。従って、ＰＣＵ１２からの発熱を放熱部１２ａにて受熱する熱量は、図２〜図４の状態と比較して多いものとなる。
【００２９】
以上のように本実施形態によれば、エンジン１１が要求する吸気温度に応じて、放熱部１２ａから熱を受熱して吸気を供給できる。更に、放熱部１２ａによる放熱量よりもＰＣＵ１２による発熱量の方が大きい場合は、ＰＣＵ１２の保護を優先させ、信頼性の向上に貢献できる。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・車両
２・・・前輪
３・・・後輪
４・・・ドライブシャフト
１０・・・モータ（回転機）
１１・・・エンジン（内燃機関）
１１ａ・・・吸気孔
１２・・・ＰＣＵ（制御部）
１２ａ・・・放熱部
１３・・・バッテリ
２０・・・車両用冷却装置
２１・・・第１吸気通路
２２・・・第２吸気通路
２２ａ・・・放出孔
２３・・・第１調整弁
２４・・・冷却ファン
２５・・・第２調整弁
【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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