JP2023068382A - Cooling device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling system for hybrid vehicles.
例えば、特許文献1には、走行用の駆動源として、過給機を備える内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、電動機に電力を供給するパワーコントロールユニットとしてのインバータを備えている。また、このハイブリッド車両は、ガスと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を備えている。より具体的には、過給機で過給された吸気を冷却するインタークーラを備えている。そして、パワーコントロールユニットから熱交換器に向けて冷却水が流れる冷却水通路を有している。 For example, Patent Literature 1 discloses a hybrid vehicle including an internal combustion engine including a supercharger and an electric motor as drive sources for running. This hybrid vehicle includes an inverter as a power control unit that supplies electric power to the electric motor. This hybrid vehicle also includes a heat exchanger that exchanges heat between gas and cooling water. More specifically, it has an intercooler that cools the intake air supercharged by the supercharger. A cooling water passage is provided through which cooling water flows from the power control unit toward the heat exchanger.
ところで、パワーコントロールユニットが備える電子部品は、熱容量が小さく、低温下でも温度が上昇しやすい。そのため、低温下でも冷却水の供給が行われる。
ここで、低温下においてパワーコントロールユニットに冷却水の供給を行うと、温度の低い冷却水が上記熱交換器に供給されることになる。低温下において、温度の低い冷却水が熱交換器に供給されると、熱交換器ではガスが過剰に冷却されるために、当該熱交換器において凝縮水が発生するおそれがある。
By the way, the electronic parts included in the power control unit have a small heat capacity, and the temperature tends to rise even at low temperatures. Therefore, cooling water is supplied even at low temperatures.
Here, when cooling water is supplied to the power control unit at low temperatures, cooling water with a low temperature is supplied to the heat exchanger. If cooling water with a low temperature is supplied to the heat exchanger at a low temperature, the gas in the heat exchanger is excessively cooled, and condensed water may be generated in the heat exchanger.
上記課題を解決するハイブリッド車両の冷却装置は、走行用の駆動源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両に適用される冷却装置である。前記ハイブリッド車両は、前記電動機に電力を供給するパワーコントロールユニットを備えている。前記内燃機関は、ガスと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を備えている。この冷却装置は、前記パワーコントロールユニットから前記熱交換器に向けて冷却水が流れる冷却水通路を有している。この冷却水通路は、前記内燃機関のオイルパンの外壁に隣り合うように配設されている。 A cooling device for a hybrid vehicle that solves the above problems is a cooling device that is applied to a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and an electric motor as drive sources for running. The hybrid vehicle includes a power control unit that supplies electric power to the electric motor. The internal combustion engine includes a heat exchanger that exchanges heat between gas and cooling water. This cooling device has a cooling water passage through which cooling water flows from the power control unit toward the heat exchanger. This cooling water passage is arranged adjacent to the outer wall of the oil pan of the internal combustion engine.
同構成によれば、上記冷却水通路を流れる冷却水は、オイルパンからの受熱によってその温度が上昇する。従って、パワーコントロールユニットを通過した冷却水は、その温度が上昇した状態で熱交換器に流入するようになる。そのため、熱交換器におけるガスの過冷却が抑えられるので、熱交換器での凝縮水の発生を抑えることができる。 According to this configuration, the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage rises due to the heat received from the oil pan. Therefore, the cooling water that has passed through the power control unit flows into the heat exchanger with its temperature increased. As a result, overcooling of the gas in the heat exchanger can be suppressed, so generation of condensed water in the heat exchanger can be suppressed.
また、前記冷却装置において、前記冷却水通路は金属材料で形成されていてもよい。
同構成によれば、金属材料よりも熱伝導率の小さい材料、例えば樹脂やゴム等で上記冷却水通路を形成する場合と比較して、上記冷却水通路を流れる冷却水の温度上昇量が大きくなる。そのため、熱交換器での凝縮水の発生をより一層抑えることができる。
Moreover, in the cooling device, the cooling water passage may be made of a metal material.
According to this configuration, the amount of temperature rise of the cooling water flowing through the cooling water passage is large compared to the case where the cooling water passage is formed of a material having a lower thermal conductivity than a metal material, such as resin or rubber. Become. Therefore, generation of condensed water in the heat exchanger can be further suppressed.
また、前記冷却装置において、前記冷却水通路は、前記オイルパンの外壁の下方を通るように配設されていてもよい。
また、前記内燃機関が、過給機と前記過給機で過給された吸気を冷却するインタークーラとを備えている場合には、前記熱交換器として前記インタークーラを採用することができる。
Further, in the cooling device, the cooling water passage may be arranged so as to pass under the outer wall of the oil pan.
Further, when the internal combustion engine includes a supercharger and an intercooler for cooling intake air supercharged by the supercharger, the intercooler can be employed as the heat exchanger.
また、前記内燃機関が、排気通路から吸気通路に排気を再循環させるEGR通路と、前記EGR通路を通過する排気を冷却するEGRクーラとを備えている場合には、前記熱交換器として前記EGRクーラを採用することができる。 Further, when the internal combustion engine includes an EGR passage for recirculating exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage, and an EGR cooler for cooling the exhaust gas passing through the EGR passage, the EGR Coolers can be employed.
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
<車両の構成>
車両500は、走行用の駆動源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両である。
An embodiment will be described below with reference to the drawings.
<Vehicle configuration>
図1に示すように、車両500には内燃機関10が搭載されている。
内燃機関10は、過給機20と、過給機20で過給されたガスである吸気を冷却水で冷やす水冷式のインタークーラ30とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
The
内燃機関10のクランク軸は、トランスアクスル50内に設けられた動力分割機構53に接続されている。トランスアクスル50は、内燃機関10に隣接して配設されている。
動力分割機構53には、第1モータジェネレータ51や第2モータジェネレータ52が駆動連結されている。さらに、動力分割機構53には、図示しないディファレンシャルギア等を介して、車両500の駆動輪が連結されている。
A crankshaft of
The
第1モータジェネレータ51は、機関出力を利用して発電を行う発電機として機能するとともに、内燃機関10の始動時にはクランク軸のクランキングを行う始動用スタータ(電動機)として機能する。また、第2モータジェネレータ52は、駆動輪の駆動力を発生する電動機として機能するとともに、車両500の減速時には回生ブレーキによる発電を行う発電機として機能する。
The
車両500は、パワートランジスタなどの電子部品を備えるパワーコントロールユニット(以下、PCUと記載)60を備えている。PCU60は、図示しないバッテリからの電力供給を受けて、第1モータジェネレータ51及び第2モータジェネレータ52に電力を供給する電力供給装置である。このPCU60は、バッテリから入力された直流電圧を昇圧して出力するコンバータや、コンバータで昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して第1モータジェネレータ51や第2モータジェネレータ52に出力するインバータなどを備えている。なお、本実施形態のPCU60は、一例としてトランスアクスル50に組み付けられているが、他の部位に配設されてもよい。
<車両の冷却系>
車両500は、内燃機関10の冷却を主目的として冷却水が循環する第1冷却系100を備えている。また、車両500は、過給機20、インタークーラ30、及びPCU60の冷却を主目的として冷却水が循環する第2冷却系200を備えている。
<Vehicle Cooling System>
The
第1冷却系100は、第1ラジエータ120を有している。
第1ラジエータ120は、内燃機関10の内部に設けられたウォータジャケットなどを流通することにより高温になった冷却水を冷やす熱交換器である。
The
The
第1ラジエータ120には、第1ラジエータ120を冷却する第1ファン110が設けられている。この第1ファン110は、例えばモータで駆動される電動式の冷却ファンである。
第1ラジエータ120と内燃機関10との間の冷却水の循環は、第1ラジエータ120と内燃機関10とを繋ぐ第1冷却水通路130を介して行われる。この他、第1冷却系100には、図示しないウォータポンプ、サーモスタット、第1ラジエータ120を迂回して冷却水を循環させるバイパス通路、リザーブタンクなども備えられている。
Cooling water is circulated between the
第2冷却系200は、第2ラジエータ220を有している。
第2ラジエータ220は、過給機20や、インタークーラ30を通過する吸気や、PCU60を冷却することにより高温になった冷却水を冷やす熱交換器である。
The
The
第2ラジエータ220には、第2ラジエータ220を冷却する第2ファン210が設けられている。この第2ファン210は、例えばモータで駆動される電動式の冷却ファンである。
The
第2冷却系200は、流出通路240と、第1分岐通路250と、第2分岐通路260と、流入通路270とを備えている。
流出通路240は、第2ラジエータ220で冷却された冷却水が流出する当該第2ラジエータ220のアウトポートに接続された冷却水通路である。
The
The
第1分岐通路250は、流出通路240から分岐した冷却水通路である。この第1分岐通路250の途中には、過給機20に設けられたウォータジャケットが繋がっている。
第2分岐通路260も、流出通路240から分岐した冷却水通路である。この第2分岐通路260の途中には、PCU60及びインタークーラ30が繋がっている。より詳細には、第2分岐通路260は、冷却水の流れ方向に向かって順にPCU60及びインタークーラ30が直列に接続された接続通路262を有している。この接続通路262は、PCU60からインタークーラ30に向けて冷却水が流れる冷却水通路である。接続通路262は、金属材料(例えばアルミニウム、銅、鉄など)で形成されている。
The
The
流入通路270は、流出通路240から分岐した第1分岐通路250及び第2分岐通路260が合流する冷却水通路である。そして、この流入通路270は、第2ラジエータ220に冷却水が流入する当該第2ラジエータ220のインポートに接続されている。
The
この他、第2冷却系200には、図示しないウォータポンプや、リザーブタンクなども備えられている。
図2に、接続通路262の配設位置を示す。なお、以下では、鉛直方向に向かう方向を下方という。
In addition, the
2 shows the arrangement position of the
この図2に示すように、内燃機関10のシリンダブロック11の下部には、潤滑油を貯留するオイルパン14が設けられている。このオイルパン14は、内燃機関10の運転が開始されると、機関各部からの受熱により温度上昇した潤滑油が戻ってくるため、
そして、接続通路262は、オイルパン14の外壁に隣り合うようにして配設されている。より詳細には、接続通路262は、オイルパン14の外壁の下方を通るように配設されている。また、オイルパン14の外壁と接続通路262との間隔Lは、インタークーラ30での凝縮水の発生を抑えることができる程度に、接続通路262内を流れる冷却水の温度を高めることのできる間隔が設定される。なお、そうした間隔Lは、機関振動等によるオイルパン14と接続通路262との接触を避けるために、「0」よりも大きくすることが望ましい。しかしながら、例えば間隔Lを「0」とする、つまりオイルパン14と接続通路262とが接触するように接続通路262を配設してもよい。
As shown in FIG. 2, an
The
<作用及び効果>
本実施形態の作用及び効果を説明する。
(1)接続通路262を流れる冷却水は、オイルパン14からの受熱によってその温度が上昇する。従って、PCU60を通過した冷却水は、その温度が上昇した状態でインタークーラ30に流入するようになる。そのため、インタークーラ30における吸気の過冷却が抑えられるので、当該インタークーラ30での凝縮水の発生を抑えることができる。
<Action and effect>
The operation and effects of this embodiment will be described.
(1) The temperature of the cooling water flowing through the
(2)接続通路262は金属材料で形成されている。そのため、金属材料よりも熱伝導率の小さい材料、例えば樹脂やゴム等で接続通路262を形成する場合と比較して、接続通路262を流れる冷却水の温度上昇量が大きくなる。従って、インタークーラ30での凝縮水の発生をより一層抑えることができる。
(2) The
<変更例>
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Change example>
It should be noted that the above embodiment can be implemented with the following modifications. The above embodiments and the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.
・オイルパン14の外壁の下方を通るように接続通路262を配設したが、オイルパン14の外壁の側面近傍を通るように接続通路262を配設したてもよい。
・接続通路262を樹脂やゴム等で形成してもよい。この場合でも、上記(2)以外の作用効果を得ることができる。
- Although the
- The
・上記実施形態において、PCU60を通過した冷却水が流入する熱交換器はインタークーラ30であったが、他の熱交換器でもよい。例えば、排気通路から吸気通路に排気を再循環させるEGR通路と、このEGR通路を通過する排気を冷却するEGRクーラとを内燃機関10が備えている場合には、上記熱交換器としてEGRクーラを適用してもよい。この場合には、EGRクーラでの凝縮水の発生を抑えることができる。
- In the above embodiment, the heat exchanger into which the cooling water that has passed through the
・第1分岐通路250には過給機20が配設されていたが、他の機器が配設されていてもよい。
・第2冷却系200は、第1分岐通路250を有していたが、当該第1分岐通路250を有していなくてもよい。この場合、過給機20は、例えば第1冷却系100を流れる冷却水で冷却してもよい。
- Although the
- Although the
・第2分岐通路260には、PCU60及びインタークーラ30以外の他の機器が配設されていてもよい。
・車両500が備えるモータジェネレータの数は1以上であれば適宜変更することができる。
- Devices other than the
- The number of motor generators provided in the
・車両のハイブリッドシステムとしては、図1に示したシステムに限らず、他のシステムであってもよい。 - The hybrid system of the vehicle is not limited to the system shown in FIG. 1, and may be another system.
10…内燃機関
11…シリンダブロック
14…オイルパン
20…過給機
30…インタークーラ
50…トランスアクスル
51…第1モータジェネレータ
52…第2モータジェネレータ
53…動力分割機構
60…パワーコントロールユニット
100…第1冷却系
110…第1ファン
120…第1ラジエータ
130…第1冷却水通路
200…第2冷却系
210…第2ファン
220…第2ラジエータ
240…流出通路
250…第1分岐通路
260…第2分岐通路
262…接続通路
270…流入通路
500…車両
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハイブリッド車両は、前記電動機に電力を供給するパワーコントロールユニットを備えており、
前記内燃機関は、ガスと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を備えており、
前記冷却装置は、前記パワーコントロールユニットから前記熱交換器に向けて冷却水が流れる冷却水通路を有しており、
前記冷却水通路は、前記内燃機関のオイルパンの外壁に隣り合うように配設されている
ハイブリッド車両の冷却装置。 A cooling device applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as drive sources for running,
The hybrid vehicle includes a power control unit that supplies power to the electric motor,
The internal combustion engine includes a heat exchanger that exchanges heat between gas and cooling water,
The cooling device has a cooling water passage through which cooling water flows from the power control unit toward the heat exchanger,
A cooling device for a hybrid vehicle, wherein the cooling water passage is disposed adjacent to an outer wall of an oil pan of the internal combustion engine.
請求項1に記載のハイブリッド車両の冷却装置。 The cooling device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the cooling water passage is made of a metal material.
請求項1または2に記載のハイブリッド車両の冷却装置。 The cooling device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the cooling water passage is arranged to pass below an outer wall of the oil pan.
前記熱交換器は、前記インタークーラである
請求項1~3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の冷却装置。 The internal combustion engine includes a supercharger and an intercooler for cooling intake air supercharged by the supercharger,
The hybrid vehicle cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger is the intercooler.
前記熱交換器は、前記EGRクーラである
請求項1~4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の冷却装置。 The internal combustion engine includes an EGR passage that recirculates exhaust gas from an exhaust passage to an intake passage, and an EGR cooler that cools the exhaust gas passing through the EGR passage,
The hybrid vehicle cooling system according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat exchanger is the EGR cooler.
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