(57)【要約】【課題】冷却組立体の動作速度のトルク発生組立体に対する従属性を解消する。【解決手段】内燃機関１４及び電気モーター１６のような一つ又は複数のトルク発生組立体を、内燃機関１４及び電気モーター１６のいずれも使用することなしに選択的に運転され得る可変速ポンプ組立体２８を使用することにより、冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　内燃機関を持つ形式のハイブリッド電気自動車の内燃機関及び／又はモーター組立体を選択的に冷却する組立体であって、
　冷媒を保持し、上記内燃機関に接続され、上記モーター組立体に接続されるラジエーター組立体と、
　エネルギー源と、
　上記ラジエーター組立体に接続される選択的に起動可能な可変速ポンプと、
　上記可変速ポンプ及び上記エネルギー源に接続され、該エネルギー源から上記可変速ポンプへエネルギーを送ることにより、上記可変速ポンプを選択的に起動し、上記可変速ポンプに上記内燃機関又は上記モーター組立体を使用することなしに上記モーター組立体へ冷媒を送ることができる制御器とを有することを特徴とする組立体。
【請求項２】
　上記制御器が更に、上記可変速ポンプを選択的に起動し、上記モーター組立体又は上記内燃機関を使用することなしに上記可変速ポンプに上記内燃機関へ冷媒を送らせることができることを特徴とする請求項１の組立体。
【請求項３】
　上記制御器が更に、上記可変速ポンプを選択的に起動し、上記可変速ポンプを所定の速度で動作させ、上記可変速ポンプに冷媒を上記内燃機関と上記モーター組立体へ送らせることができることを特徴とする請求項２の組立体。
【請求項４】
　上記冷媒が上記内燃機関へ送られるときに、上記内燃機関が所定速度で動作し、上記可変速ポンプの上記所定速度が上記内燃機関の上記所定速度と異なることを特徴とする請求項３の組立体。
【請求項５】
　上記可変速ポンプの上記所定速度が、上記内燃機関の上記所定速度から独立していることを特徴とする請求項４の組立体。
【請求項６】
　内燃機関と、
　バッテリーと、
　モーター組立体と、
　可変速ポンプと、
　上記内燃機関と上記モーター組立体に接続された冷媒のリザーバと、
　上記バッテリーを上記可変速ポンプへ接続することにより、上記可変速ポンプを選択的に起動し、上記内燃機関又は上記モーター組立体を使用することなしに、上記可変速ポンプに上記リザーバから上記モーター組立体へ冷媒を送らせることができる制御器とを有することを特徴とするハイブリッド電気自動車。
【請求項７】
　上記モーター組立体と上記制御器に接続され、上記モーター組立体の温度を検出し、上記検出した温度を上記制御器へ伝達する温度センサーを更に有し、上記検出温度が所定の値を越えるときにのみ、上記制御器が上記可変速ポンプを起動することを特徴とする請求項６のハイブリッド電気自動車。
【請求項８】
　上記制御器は更に、上記可変速ポンプを選択的に起動し、上記可変速ポンプに上記リザーバから上記内燃機関へ冷媒を送らせることができることを特徴とする請求項６又は７に記載のハイブリッド電気自動車。
【請求項９】
　上記内燃機関と上記制御器に接続され、上記内燃機関の温度を検出し、該検出温度を上記制御器へ伝達する温度センサーを更に有し、
　上記検出された内燃機関の検出温度が所定値を越えるときにのみ、上記制御器が上記可変速ポンプを起動することを特徴とする請求項８のハイブリッド電気自動車。
【請求項１０】
　所定速度で動作可能なトルク発生組立体を冷却する方法であって、
　冷媒のリザーバを準備する工程と、
　上記トルク発生組立体の上記速度に独立した速度で運転され得るポンプを含む変速ポンプ組立体を準備する工程と、
　上記冷媒リザーバを上記トルク発生組立体に接続する工程と、
　上記可変速ポンプを上記冷媒リザーバへ接続し、それにより、冷媒を上記トルク発生組立体へ送る工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
　上記トルク発生組立体が内燃機関を有することを特徴とする請求項１０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、概略的には、内燃機関と電気モーターなどのトルク発生組立体を冷却する方法、組立体及びそのような組立体を用いる車両に関し、より具体的には、内燃機関又は電気モーターを使用することなしに作動され得る可変速ポンプを使用することにより冷却される内燃機関と電気モーターを持つハイブリッド電気自動車に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
　車両は、ベルトを使用することによりクランクシャフトに物理的に接続されたウォーター・ポンプを利用するのが典型的である。より具体的には、エンジンは、クランクシャフトを回転させるトルクを提供又は発生し、それにより、ベルトと協働して、ウォーター・ポンプを作動させ、そして冷媒をエンジンからラジエーター組立体へ流れさせる。この構成は、望ましい形でエンジンの冷却を提供するが、いくつかの欠点を持つ。特に、ハイブリッド電気自動車で用いられる場合には、顕著である。ハイブリッド電気自動車においては、内燃機関及び／又は電気モーターの使用によりトルクが選択的に生成される。内燃機関と電気モーターはそれぞれ冷却されなければならない。
【０００３】
　例えば、限定するものではないが、前述の構成は、水又は冷媒が動作状態となるのを可能とするために、エンジンが動作状態に留まるか、動作状態に入ることを必要とする。ハイブリッド電気自動車において、要求トルクが電気モーターにより生成されている間、燃料を節約して望ましくない排出物を低減するために、内燃機関はしばしば意図的に不作動にされるので、上記要求は特に望ましくない。つまり、通常の構成の内燃機関は、そうでなければ動作の必要がないにも関わらず、電気モーターを冷却するために作動されなければならない。具体的には、そのような作動は、そのようなハイブリッド構成が求める前述の利点を制限する。
【０００４】
　更に、前述の構成は、ポンプの作動がエンジンの作動に依存し、そして、ポンプの動作速度がエンジンの動作速度に依存するということを要する。それで、電気モーターが比較的迅速な冷却を要する場合、内燃機関は比較的高速で運転されなければならず、それが、比較的多量の燃料を使用させ、比較的低速で通常放出されるよりも多量の望ましくない成分を放出させる。更に、この従属性は、しばしばポンプを非効率的に作動させ（例えば、冷却が必要でないときに、ポンプが運転される）、ラジエーターと付随の通路及び回路（ラジエーター組立体）のような冷却組立体を可能な比較的高いエンジン速度に合ったよりも大きなものとする。更に、要求エンジン速度が比較的低いときでさえも、エンジンが先の動作サイクルのために高温である可能性がある。このため、ポンプは高速で回ることを要求される可能性があり、それにより、エンジンと車両を非効率的に動作させる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　前述の欠点を解消するために、二つの冷却組立体が設けられる場合もある。一つは電気モーター用、もう一つは内燃機関用である。この取組みは、内燃機関を使用することなしに、モーターが冷却されるのを可能とするが、それは、車両のコストと複雑性を増し、未だそれぞれのトルク発生組立体に従属する動作速度を冷却組立体が持つことを要する。
【０００６】
　トルク発生組立体を冷却する新規で改良された方法及び組立体に対する必要性があり、そして、限定するものではないが、そのような新規で改良された組立体及び方法を組み込んだハイブリッド電気自動車のような車両に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明の第１の観点によれば、従来の冷却構成の前述の欠点のあるもの又は全てを解消する態様で、トルク発生組立体を冷却する方法及び組立体が提供される。
【０００８】
　本発明の第２の観点によれば、従来の冷却構成の前述の欠点のあるもの又は全てを解消する態様で、トルク発生組立体を冷却する方法及び組立体を組み込む車両が提供される。
【０００９】
　本発明の第３の観点によれば、冷媒を保持するラジエーター組立体と、ラジエーター組立体に接続され、そして電力を受けると冷媒をラジエーター組立体から送る可変速ポンプとを有する冷却組立体が提供される。
【００１０】
　本発明の第４の観点によれば、内燃機関を持つ形式のハイブリッド電気自動車の内燃機関及び／又はモーター組立体を選択的に冷却する組立体が提供される。具体的には、この組立体は、冷媒を保持し、そして内燃機関とモーター組立体に接続されるラジエーター組立体と、エネルギー源と、上記ラジエーター組立体に結合される可変速ポンプと、該可変速ポンプ及び上記エネルギー源に接続され、上記エネルギー源から上記可変速ポンプへ電気エネルギーを伝えることにより可変速ポンプを起動し、モーター組立体を使用することなしに、そして内燃機関を使用することなしに、可変速ポンプに冷媒をモーター組立体へ送ることができる制御器とを有する。
【００１１】
　本発明の第５の観点によれば、内燃機関、バッテリー、モーター組立体、可変速ポンプ、上記内燃機関と上記モーター組立体に結合された冷媒のリザーバ、及び、上記バッテリーを上記可変速ポンプに接続することにより、該可変速ポンプを選択的に作動させ、内燃機関を使用することなしに、そしてモーター組立体を使用することなしに、可変速ポンプに上記リザーバから上記モーター組立体へ冷媒を送ることができる制御器を有するハイブリッド電気自動車が提供される。
【００１２】
　本発明の第６の観点によれば、ある速度で動作可能なトルク発生組立体を冷却する方法が提供される。具体的には、この方法は、冷媒のリザーバを準備する工程と、トルク発生組立体の速度から独立した速度で運転され得る可変速ポンプ組立体を準備する工程と、上記可変速ポンプを上記トルク発生組立体に接続し、それにより、上記リザーバから上記トルク発生組立体へ冷媒を送る工程とを有する。
【００１３】
　これらのものなどの本発明の構成及び利点は、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を考慮し、添付の図面を参照することにより、明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　図１には、本発明の好ましい実施形態の内容に従い作られた冷却組立体１２を組み込むハイブリッド電気自動車の一部が示されている。
【００１５】
　図示のように、ハイブリッド電気自動車１０は、通常のトルク発生組立体としての内燃機関１４、電気モーター１６及びドライブシャフト又は変速機組立体１８を含む。具体的には、ドライブシャフト又は変速機組立体１８は、トルク・エネルギーが車輪へ送給されるのを協働して可能とするドライブシャフトを含む種々の通常要素を有する。
【００１６】
　具体的には、内燃機関１４と電気モーター１６はそれぞれドライブシャフト組立体１８へ物理的に結合されて機能し、内燃機関１４は電気モーター１６へ物理的に結合して機能する。ハイブリッド電気自動車１０（又は冷却組立体１２）は、格納されたプログラムの制御の下に機能する制御器２０と通常の車両バッテリーを構成することができる電力又はエネルギー源２２とを含む。制御器２０は、エネルギー源２２へバス３１により物理的に結合されて通信し、そして内燃機関１４と電気モーター１６へバス４０を用いることにより物理的に結合されて通信する。
【００１７】
　動作中、制御器２０は、内燃機関１４及び／又は電気モーター１６へ伝達される信号を用いてバス４０を使用することにより、内燃機関１４及び／又は電気モーター１６を選択的に作動させ、そして、内燃機関１４により生成される及び／又は電気モーター１６からのトルクによりドライブシャフト組立体が「駆動」又は回転させられるようにする。
【００１８】
　冷却組立体１２は、ラジエーター組立体２３を含み、それは、冷媒又は水２５の供給部を持つラジエーターと、内燃機関１４内及び／又は内燃機関１４上に配置され、内燃機関１４の温度を検出する第１温度センサー２４と、電気モーター１６及び／又は電気モーター１６上に配置され、電気モーター１６の温度を検出する第２温度センサー２６と、可変速ポンプ２８とを含む。
【００１９】
　図示のように、可変速ポンプ２８は、バス３３により制御器２０へ物理的に結合されて、制御され、そして、ラジエーター組立体２３、内燃機関１４、及び電気モーター１６へ、それぞれ通路３７，２７及び２９により、結合されて動作する。第１と第２の温度センサー２４及び２６は、それぞれバス３９及び３５により、制御器２０へ結合されて通信する。ラジエーター組立体２３は、通路３０の使用により内燃機関１４と電気モーター１６へ物理的に結合されて通信する。
【００２０】
　動作中に、制御器２０は、内燃機関１４及び／又は電気モーター１６のいずれかによってドライブシャフト組立体１８を回転させることにより、「車両を運転」させる。制御器２０は、温度センサー２４，２６から出る温度信号を受け、現在動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６の検出温度に基づき、冷媒２５を現在動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６へ送るべきか否かを判断する。ある動作モードにおいて、内燃機関１４及び電気モーター１６は、実質的にそして同時に動作し得る。限定するものではない実施形態において、制御器２０は、温度閾値を格納し、これを動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６の温度が越えるときに、温度閾値は、動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６の温度が一定量低下させられるまで、制御器２０に冷媒２５が動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６へ送られるのを可能とさせる。冷媒２５が、動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６へ常時送られても良い。動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６の検出温度がこの閾値を越えるとき、制御器２０が温度閾値を越えた分に比例する所定の大きさだけ冷媒２５の流量を増大させる。そのような「増大した流量」は、動作中の内燃機関１４及び／又は電気モーター１６の温度が所定量低下するまで、維持される。
【００２１】
　冷媒２５が内燃機関１４及び電気モーター１６の一方又は両方に送られるべきとき、制御器２０が、ポンプ２８への信号を発生することにより、冷却組立体１２を「始動」する。この信号は、電力がエネルギー源２２からポンプ２８へ送られるのを可能とし、そして、冷媒２５がポンプ２８から流れるときに通る経路又は通路（例えば、通路２７及び／又は通路２９）を規定し、それにより、流体若しくは冷媒２５が目標とされる内燃機関１４及び／又は電気モーター１６へ所定の期間、所定の速度若しくは流量で送られるようにする。流体若しくは冷媒２５は、内燃機関１４及び電気モーター１６の一方又は両方を横断すると、共通若しくは「共有」通路３０の使用により、リザーバ若しくはラジエーター組立体２３へ戻る。このようにして、共通若しくは共有通路３０が、通路２７，２９と協働して、ラジエーター組立体２３から内燃機関１４及び電気モーター１６のうち第１のものを通りラジエーター組立体２３へ戻る単一の回路若しくは「ループ」、及び、ラジエーター組立体２３から内燃機関１４及び電気モーター１６のうち第２のものを通りラジエーター組立体２３へ戻る第２回路若しくは「ループ」を形成する。
【００２２】
　このようにして、内燃機関１４又は電気モーター１６のいずれも、内燃機関１４及び電気モーター１６を冷却するために、作動又は「駆動」される必要はない。というのは、可変速ポンプ２８は、内燃機関１４の動作から独立して動作し、そして電気モーター１６の動作から独立して動作するからである。より具体的には、ポンプ２８の動作速度は、内燃機関１４（及び電気モーター１６）の動作速度から独立しており、それにより、内燃機関１４及び電気モーター１６の一方又は両方に冷媒が送られるようにするために内燃機関１４及び電気モーター１６の何れも動作する必要がないので、ポンプ２８が効率的に運転されるのを可能とし、ラジエーター組立体２３を比較的小型にするのを可能とする。冷却組立体１２は、各種の非類似の車両で用いられることができ、ハイブリッド電気自動車内で用いることに限定されない、ことも記すべきである。
【００２３】
　本発明の別の実施形態において、第１電気弁が通路２７内に配置されて動作し、第２電気弁が通路２９に配置されて動作するようにできる。これらの弁は、制御器２０に結合されて制御され、制御器２０が通路２７，２９のそれぞれを横断する冷媒２５を計量若しくはその量を制御するのを可能とする（例えば、内燃機関１４及び電気モーター１６の両方が動作している状況において、内燃機関１４及び電気モーター１６のうち「高温側」により大量の冷媒２５が送られるのを可能とする）ことができる。これらの弁は、動作可能に、ポンプ組立体２８の内部に配置しても、その一部として形成しても良い。
【００２４】
　本発明は、上述の構造又は方法そのものに限定されるものではなく、請求項に規定の本発明の思想及び範囲から逸脱することなしに、種々の変更及び改良がなされ得ることが、理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ハイブリッド電気自動車で用いられる本発明の好ましい実施形態の内容に従い製作される冷却組立体のブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
　　１０　ハイブリッド電気自動車
　　１２　冷却組立体
　　１４　トルク発生組立体（内燃機関）
　　１６　トルク発生組立体（モーター）
　　２２　エネルギー源（バッテリー）
　　２３　ラジエーター組立体（冷媒リザーバ）
　　２８　可変速ポンプ
【図１】
2004065000.tif 000003