(57)【要約】【課題】異なる２つの冷却系統に対して十分な冷却性能を有し、かつ限られたスペースに収まる冷却装置を提供する。【解決手段】原動機としてエンジン１００と駆動モータ１０２とを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、エンジン１００の冷却装置として、エンジン１００との間に冷却水が循環するエンジン冷却用ラジエータを設け、駆動モータ１０２、駆動モータ駆動用電源１１２、発電モータ１０４を含む強電系の冷却装置として、前記強電系部品との間に冷却水が循環する強電系冷却用ラジエータを設け、前記エンジン冷却用ラジエータと前記強電系冷却用ラジエータは、それぞれのコアを略平行、かつ車両の進行方向に向けて配置し、前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、
エンジンの冷却装置として、エンジンとの間に冷却水が循環するエンジン冷却用ラジエータを設け、
電動モータ、電動モータ駆動用電源、発電モータの少なくともいずれかを含む強電系の冷却装置として、前記強電系部品との間に冷却水が循環する強電系冷却用ラジエータを設け、
前記エンジン冷却用ラジエータと前記強電系冷却用ラジエータは、それぞれのコアを略平行、かつ車両の進行方向の前後方向に並べて車両前部に配置し、
前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくしたことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。
【請求項２】
前記前方に配置したラジエータの冷却水通路と前記後方に配置したラジエータの冷却水通路が互いに独立している請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
【請求項３】
前記前方に配置したラジエータの冷却水通路と、前記後方に配置したラジエータの冷却水通路との間に空間を設けた請求項２に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
【請求項４】
前方に配置したラジエータの下端は、後方に配置したラジエータの下端よりも下方に位置する請求項１〜３にいずれか一つに記載のハイブリッド車両の冷却装置。
【請求項５】
前方に配置したラジエータが前記強電系冷却用ラジエータ、後方に配置したラジエータが前記エンジン冷却用ラジエータである請求項１〜４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の冷却装置。
【請求項６】
前方に配置したラジエータの冷却水通路の断面と、後方に配置したラジエータの冷却水通路の断面とで略三角形を形成し、前記略三角形の頂部のうち一つが車両進行方向を向いている請求項１〜５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の冷却装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原動機としてエンジンと電動モータを併用し、いずれか一方または両方の駆動力により走行するハイブリッド車両では、電動モータおよびこれに電力を供給するバッテリ等の電源装置（以下、強電系という）からの発熱に対応するために、エンジン冷却用の他に前記強電系のための冷却装置が設けられる。
【０００３】
特許文献１には、前記エンジン用冷却装置と強電系冷却装置を、それぞれ独立して空気が当るように並べて配置する技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８５１０６号公報
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら車両前部の限られたスペースに特許文献１に記載されているように配置するためには、それぞれのラジエータの表面積を少なくする必要があり、十分な冷却効果が得られなくなるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明では、限られたスペースにおいても、２つの異なる冷却系統に対して十分な冷却性能を有する冷却装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却装置は、原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、エンジンの冷却装置としてエンジンとの間に冷却水が循環するエンジン冷却用ラジエータと、電動モータ、電動モータ駆動用電源、発電モータの少なくともいずれかを含む強電系の冷却装置として前記強電系部品との間に冷却水が循環する強電系冷却用ラジエータとを設ける。なお、前記エンジン冷却用ラジエータと前記強電系冷却用ラジエータは、それぞれのコアを略平行、かつ車両の進行方向の前後方向に並べて車両の前部に配置し、前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくした。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン冷却用ラジエータと強電系冷却用ラジエータを、それぞれのコアを略平行かつ車両の進行方向に向けて配置し、前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくしたので、前方および後方のラジエータの両方に走行風が直接当たることになり、後方のラジエータの冷却性能を犠牲にすることがなく、かつ限られたスペースに収めることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用するハイブリッド車両の構成例である。
【００１１】
原動機としてエンジン１００、駆動モータ１０２を有し、コントローラ１１３が車両の運転状況、電力状況等に基づいて選択したいずれか一方または両方の駆動力を、変速機１０３、ドライブシャフト１１４等を介して車輪１１１に伝達して駆動する。
【００１２】
１０４は発電用モータで、エンジン始動時にエンジン１００を始動すると共に、エンジン１００によって駆動され、発電した電力を、インバータ１０１を介して駆動用モータ１０２もしくはバッテリ１１２へと供給する。
【００１３】
図２は本実施形態の冷却システムの構成を表している。
【００１４】
冷却系統は、エンジン１００を冷却するエンジン冷却系統と駆動モータ１０２、エンジン始動時等に用いられる発電モータ１０４、駆動モータ１０２と発電モータ１０４を駆動するインバータ１０１等を冷却する強電系冷却系統の２つの系統に分かれており、各冷却系統はそれぞれ独立したウォーターポンプ（エンジン冷却系統用ウォーターポンプ１０９、強電系冷却系統１０８）および冷却水経路（エンジン冷却水経路ＣＥＮＧ、強電系冷却水経路ＣＥＬＥ）を有するが、ラジエータは２系統一体型のラジエータ１０５とする。
【００１５】
図３は２系統一体型ラジエータ１０５の概略図であり、１２はエンジン冷却水冷却部（エンジン用冷却部ともいう）、１３は強電系冷却水冷却部（強電系冷却部ともいう）である。
【００１６】
エンジン用冷却部１２は、エンジン冷却水用アッパータンク１、エンジン冷却水用放熱部３およびエンジン冷却水用ロワータンク５で構成する。
【００１７】
エンジン冷却水用アッパータンク１とエンジン冷却水用ロワータンク５はエンジン冷却水用放熱チューブ２０（図４〜７参照）によって連通している。
【００１８】
エンジン冷却水用アッパータンク１の端部には図示しないエンジン冷却水経路ＣＥＮＧと連通するエンジン冷却水取入口７を設ける。エンジン冷却水用放熱部３は後述するエンジン冷却水用放熱チューブ２０とエンジン冷却水用放熱板２１とで構成される。
【００１９】
エンジン冷却水用ロワータンク５の端部にはエンジン冷却水経路ＣＥＮＧと連通するエンジン冷却水取出口９を設ける。
【００２０】
以上の構成により、エンジン内を通って高温になったエンジン冷却水は、エンジン冷却水経路ＣＥＮＧからエンジン冷却水取入口７を通ってエンジン冷却水用アッパータンク１に供給され、エンジン冷却水用放熱チューブ２０の中を熱を放出しながら流れることによって冷却されてエンジン冷却水用ロワータンク５に達し、そこからエンジン冷却水取出口９を通ってエンジン冷却水経路ＣＥＮＧへ流れる。
【００２１】
強電系用冷却部１３も同様に、強電系冷却水用アッパータンク２、エンジン冷却水用放熱部４、および強電系冷却水用ロワータンク６で構成される。
【００２２】
強電系冷却水用アッパータンク２と強電系冷却水用ロワータンク６は強電系冷却水用放熱チューブ２２（図４〜７参照）によって連通している。
【００２３】
強電系冷却水用アッパータンク２の端部には強電系冷却水経路ＣＥＬＥと連通する強電系冷却水取入口８を設ける。強電系冷却水用放熱部４は後述する強電系冷却水用放熱チューブ２２と強電系冷却水用放熱板２３とで構成する。
【００２４】
強電系冷却水用ロワータンク６の端部には強電系冷却水経路ＣＥＬＥと連通する強電系冷却水取出口１０を設ける。
【００２５】
以上の構成により、駆動モータ１０２や発電モータ１０４を経由して高温になった強電系冷却水は、強電系冷却水経路ＣＥＬＥから強電系冷却水取入口８を通って強電系冷却水用アッパータンク２に供給され、強電系冷却水用放熱チューブ２１の中を、熱を放出しながら流れることによって冷却されて強電系冷却水用ロワータンク６に達し、そこから強電系冷却水取出口１０を通って強電系冷却水経路ＣＥＬＥへ流れる。なお、強電系冷却水用ロワータンク６はエンジン冷却水用ロワータンク５よりも垂直方向に低い位置に設ける。
【００２６】
上記エンジン冷却水用アッパータンク１と強電系冷却水用アッパータンク２とで、内部が二重構造のアッパータンク１１を形成する。
【００２７】
図４は図３のＡ−Ａ断面を表している。
【００２８】
強電系冷却水用アッパータンク２には、後述する強電系冷却水用放熱チューブ２２と連通する三角形の開口部２２ａが頂部の一つを車両進行方向に向けて開口している。なお、前記開口部２２ａは複数設けられており、車両の進行方向に対して略直角に並ぶ。
【００２９】
エンジン冷却水用アッパータンク１には、後述するエンジン冷却水用チューブ２０と連通する台形の開口部２０ａが、平行な辺のうち短い方の辺を車両の進行方向に向けて開口している。なお、前記開口部２０ａは複数設けられており、車両の進行方向に対して略直角に並ぶ。なお、開口部２２ａと２０ａは同数設けられており、開口部２２ａと２０ａとで頂部の一つを車両の進行方向に向けた略三角形を形成するように配置される。
【００３０】
図５は図３のＢ−Ｂ断面を表している。
【００３１】
強電系冷却水冷却部１３は、複数の強電系冷却水用放熱板２３と、断面形状が前記開口部２２ａと同様で強電系冷却水用アッパータンク２と強電系冷却水用ロワータンク６とを連通する複数の強電系冷却水用放熱チューブ２２とで構成される。強電系冷却水用放熱板２３は、側面２３ａが車両の進行方向と略平行、かつ強電系冷却水用放熱チューブ２２の長手方向に略直角に、所定の間隔をもって層状に配置され、強電系冷却水用放熱チューブ２２は、これら層状の強電系冷却水用放熱板２３を貫通している。
【００３２】
エンジン冷却水冷却部１も同様に、層状に配置されたエンジン冷却水用放熱板２１と、それを貫通するエンジン冷却水用放熱チューブ２０で構成される。
【００３３】
これにより、各放熱チューブ２０、２１は内部を流れる冷却水の熱を各放熱チューブ２０、２１の外面およびこれに接している各放熱板２１、２３の表面から放出することができるので、冷却性能が高くなる。
【００３４】
図６は図３のＣ−Ｃ断面を表している。エンジン冷却水冷却部１２はエンジン冷却水用ロワーランク５となっており、エンジン冷却水用放熱チューブ２０と連通する開口部２０ｂが設けられ、端部にはエンジン冷却水取出し口９が設けられる。
【００３５】
強電系冷却水冷却部１３は図５と同様である。
【００３６】
図７は図３のＤ−Ｄ断面を表している。エンジン冷却水冷却部１２はなく、強電系冷却水冷却用ロワータンク６のみとなっている。強電系冷却水用ロワータンク６には強電系冷却水放熱チューブ２２と連通する開口部２２ｂが設けられ、端部には強電系冷却水取出し口１０が設けられる。
【００３７】
以上の構成により、強電系冷却水およびエンジン冷却水の熱は各放熱チューブの壁面と、壁面に係止されている放熱板から放出される。
【００３８】
強電系冷却水は強電系冷却水通路ＣＥＬＥから強電系冷却水取入口８を通ってアッパータンク１１に供給され、開口部２２ａから強電系冷却水用放熱チューブ２２に流れ込み、ここを放熱しながら流れて強電系冷却水用ロワータンク６に流れ込み、ロワータンク６に設けられた強電系冷却水取出し口１０から強電系冷却水通路ＣＥＬＥに戻される。
【００３９】
エンジン冷却水についても同様に、エンジン冷却水通路ＣＥＮＧからエンジン冷却水冷却用アッパータンク１、エンジン冷却水用放熱チューブ２０、エンジン冷却水用ロワータンク５と経由して、エンジン冷却水取出し口９からエンジン冷却水通路ＣＥＮＧに戻される。
【００４０】
本実施形態では、前述したようにエンジン冷却水用放熱チューブ２０と強電系冷却水用放熱チューブ２２が頂部を車両前方に向けた略三角形を形成するので、車両前部から取り込まれてラジエター１０５に当たる走行風は、車両進行方向側にある強電系冷却水用放熱チューブ２２はもちろん、エンジン冷却水用放熱チューブ２０にも直接当たり、各放熱チューブ２０、２２および放熱板２１、２３の隙間からラジエータ１０５の後方へ抜けていく。したがって、車両の進行方向に対して後ろ側にあるエンジン用冷却部１２も十分な冷却性能を実現できる。
【００４１】
ここで、強電系用冷却部１３を前方、エンジン用冷却部１２を後方に配置する理由について説明する。
【００４２】
エンジン冷却水と強電系冷却水を比較すると、要求される温度は強電系冷却水の方が低いので、各放熱チューブ２０、２２から放出された熱の影響を受けていない冷たい走行風が当たる前方の放熱チューブを強電系冷却水用とすることが望ましい。また、流量は強電系冷却水の方が少ないため、強電系冷却水用の放熱チューブの断面積はエンジン冷却水用の放熱チューブよりも小さくて構わない。
【００４３】
したがって、放熱チューブの断面積が小さく、走行風が冷たい状態で当たる前方の放熱チューブを強電系冷却水用放熱チューブ２２、流量の多い後方の放熱チューブをエンジン冷却水用放熱チューブ２０とすれば最適配置となる。
【００４４】
なお、強電系冷却水用放熱チューブ２２をエンジン冷却水用放熱チューブ２０に比べて長くしたのは、前述したように強電系冷却水はエンジン冷却水に比べて要求される温度が低温であるので、エンジン冷却水よりも長い時間放熱させるためである。
【００４５】
以上により、本実施形態ではエンジン冷却系統と強電系冷却系統の２つラジエータを一体とし、かつ前記両系統の放熱チューブに走行風が直接当たるようにしたので、冷却効果を犠牲にせずに、車両前部の限られたスペースを有効に利用することが可能となった。
【００４６】
２つの放熱チューブ２０、２２が頂部を車両の進行方向に向けた略三角形を形成するので、前方の強電系冷却水用放熱チューブ２２のみならず、後方のエンジン冷却水用放熱チューブ２０にも走行風が直接当たり、冷却効果を高めることができる。
【００４７】
前方の放熱チューブは、後方の放熱チューブに比べて断面積が小さいので流量は少ないが、後方の放熱チューブよりも冷たい走行風が当たり、かつ放熱チューブが長いので、より低温まで冷却することが可能である。この前方の放熱チューブには、エンジン冷却水に比べて流量は少ないが、より低温まで冷却する必要がある強電系冷却水を、後方の放熱チューブには、強電系冷却水に比べて流量は多いが、温度は高いエンジン冷却水を流すので、放熱チューブとその中を流れる冷却水の組み合わせが最適となり、高い冷却効率を得ることができる。
【００４８】
第２実施形態について図８、図９を用いて説明する。
【００４９】
図８、９はそれぞれ第１実施形態の図５、６に相当する部分の断面を表している。図４、図７の相当する部分については第１実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態では、エンジン冷却水用放熱板２１と強電系冷却水用放熱板２３の間に空間が設けられている。
【００５１】
強電系冷却水はエンジン冷却水よりもアッパータンク１に供給されるときの温度が低く、また、強電系冷却水用ロワータンク６での温度はエンジン冷却水用ロワータンク５内のエンジン冷却水の温度よりも低いことが要求される。
【００５２】
したがって、前述のように強電系冷却水放熱板２１とエンジン冷却水用放熱板２３の間に空間を設けることによって、温度の高いエンジン冷却水用放熱板２１から温度の低い強電系冷却水用放熱板２３への熱流入を防止できるので、強電系冷却水の冷却効率の低下を防止できる。
【００５３】
以上により、本実施形態では強電系冷却水用放熱板２３とエンジン冷却水用放熱板２１の間に空間を設けたので、温度の高いエンジン冷却水用放熱板２１と温度の低い強電系冷却水用放熱板２３との間の熱交換を防止でき、強電系用冷却部１３の冷却効率の低下を防止できる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するハイブリッド車両の構成を表す図である。
【図２】第１実施形態のハイブリッド車両の２系統１体冷却水システムを表す図である。
【図３】第１実施形態の２系統一体型ラジエータの概観図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】第２実施形態の２系統一体型ラジエータの図４に相当する部分を表す図である。
【図９】第２実施形態の２系統一体型ラジエータの図５に相当する部分を表す図である。
【符号の説明】
１  エンジン冷却水用アッパータンク
２  強電系冷却水用アッパータンク
３  エンジン冷却水用放熱部
４  強電系冷却水用放熱部
５  エンジン冷却水用ロワータンク
６  強電系冷却水用ロワータンク
７  エンジン冷却水取入口
８  強電系冷却水取入口
９  エンジン冷却水取出口
１０  強電系冷却水取出口
１１  アッパータンク
１２  エンジン用冷却部
１３  強電系用冷却部
２０  エンジン冷却水用放熱チューブ
２１  エンジン冷却水用放熱板
２２  強電系冷却水用放熱チューブ
２３  強電系冷却水用放熱板
１００  エンジン
１０１  インバータ
１０２  駆動モータ
１０３  変速機
１０４  発電モータ
１０５  ２系統一体型ラジエータ
１０６  サブリザーバータンク
１０７  リザーバータンク
１０８  強電系冷却水用ウォーターポンプ
１０９  エンジン冷却水用ウォーターポンプ
【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】
2004224089.tif 000008
【図７】
2004224089.tif 000009
【図８】
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【図９】
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