JP4103887B2 - ハイブリット車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、過給機およびインタークーラを備える内燃機関、あるいは電動機の少なくともいずれか一方により駆動されるハイブリット車両に関する。

ハイブリッド車両では、内燃機関を冷却する内燃機関冷却系統以外に、電動機であるモータジェネレータを駆動するインバータを冷却するインバータ冷却系統を別途設ける必要がある。これは、インバータ冷却系統は、上記モータジェネレータの配線抵抗を低減する必要があり、内燃機関冷却系統を循環する内燃機関用冷媒である内燃機関用冷却水の温度（例えば、１００℃程度）より、このインバータ冷却系統を循環するインバータ用冷媒であるインバータ用冷却水の温度（例えば、５０℃程度）を低くする必要があるためである。

また、上記ハイブリッド車両においては、内燃機関に過給機およびインタークーラを備え、内燃機関の中高負荷運転領域における出力を向上させるものがある。内燃機関には、過給機により過給された過給空気が吸気される。ここで、この過給空気は、過給機による過給時に温度が上昇し、高温（例えば、最大２００℃程度）となる。この高温状態の過給空気を内燃機関の燃焼室が吸気すると、この燃焼室内の体積効率が低下する。従って、過給空気を冷却するために、インタークーラが備えられている。

つまり、過給機およびインタークーラを備える内燃機関、あるいは電動機の少なくともいずれか一方により駆動されるハイブリット車両では、外気との熱交換により冷却を行う機器として、内燃機関用冷却水を冷却する内燃機関用ラジエータと、インバータ用冷却水を冷却するインバータ用ラジエータと、高温状態の過給空気を冷却するインタークーラとがある。これら外気との熱交換により冷却を行う機器を通過する外気は、これらの構造を通過するたびにその温度が上昇し、通過風速が低下する。つまり、外気との熱交換により冷却を行う機器は、ハイブリット車両に配置される順序により放熱量が変化する。従って、少なくとも外気との熱交換により冷却を行う機器に要求される放熱量を満足できる順序に配置する必要がある。

しかし、従来の内燃機関を備える車両やハイブリッド車両においては、内燃機関用ラジエータ、インバータ用ラジエータ、インタークーラの配置の順序を開示しているものはない（特許文献１、特許文献２参照）。

また、内燃機関によりハイブリッド車両を駆動させる場合や、ハイブリッド車両の停車中に、内燃機関の出力を用いて発電する場合において、ハイブリッド車両における内燃機関は、この内燃機関の効率が良い中負荷運転領域以上で用いられる。従って、内燃機関の出力を向上させるために過給機が作動するため、インタークーラには、過給された過給空気が通過することとなる。つまり、ハイブリッド車両においては、内燃機関が作動している場合は、インタークーラを過給空気が通過することとなる。

ここで、インタークーラは、過給機により過給された過給空気が通過することで、このインタークーラに形成された複数のインタークーラ用フィンが振動し、放射音を発生する。このインタークーラが発生した放射音が車内騒音あるいは車外騒音などの車両騒音となる虞がある。例えば、特許文献２においては、車両の前方からインタークーラ、空調コンデンサ、内燃機関用ラジエータの順で配置しているが、車両の最も前方にインタークーラが配置されているため、インタークーラが発生した放射音により車外騒音が悪化する虞がある。

特開２００２−１８７４３５号公報 特開平２−２７１０３０号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくとも、外気との熱交換により冷却を行う機器に要求される放熱量を満足できるあるいは車両騒音の抑制のうちいずれか一方を実現することができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、過給機およびインタークーラを備える内燃機関、あるいは電動機の少なくともいずれか一方により駆動されるハイブリット車両において、前記内燃機関に内燃機関用冷媒を循環させ、当該内燃機関用冷媒の冷却を行う内燃機関用ラジエータを有する内燃機関冷却系統と、少なくとも前記電動機を駆動するインバータにインバータ用冷媒を循環させ、当該インバータ用冷媒の冷却を行うインバータ用ラジエータを有するインバータ冷却系統と、を備え、前記ハイブリット車両に当該ハイブリッド車両の前方からインバータ用ラジエータ、インタークーラ、内燃機関用ラジエータの順で配置することを特徴とする。

この発明によれば、インバータ用ラジエータは、内燃機関用ラジエータよりも要求される放熱量が低いため、ハイブリッド車両の最も前方に配置する。従って、インバータ用ラジエータは、温度上昇をしていない外気が通過することで、要求される放熱量を満足することができる。また、インタークーラは、放熱量を増加することで、内燃機関の出力が向上するため、インバータ用ラジエータの次にハイブリッド車両の前方に配置する。従って、インタークーラは、インバータ用ラジエータを通過した温度上昇が抑制された外気が通過することで、要求される放熱量を満足することができる。また、内燃機関用ラジエータは、要求される放熱量が多いが、インバータ用ラジエータよりも上限温度が高いため、インタークーラを通過した温度上昇をした外気が通過しても、要求される放熱量を満足することができる。

また、インタークーラは、インバータ用ラジエータと内燃機関用ラジエータとの間に配置される。つまり、インタークーラは、インバータ用ラジエータと内燃機関用ラジエータとに挟まれるように配置される。従って、過給空気が通過することでインタークーラが放射音を発生しても、この放射音は、インバータ用ラジエータと内燃機関用ラジエータとにより遮音されることなり、車外騒音および車内騒音を低減することができる。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用フィンのピッチは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用フィンのピッチよりも小さいことを特徴とする。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブのピッチは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用チューブのピッチよりも小さいことを特徴とする。

この発明によれば、複数の内燃機関用フィンあるいは複数の内燃機関用チューブのピッチは、複数のインバータ用フィンあるいは複数のインバータ用チューブのピッチよりも大きいため、内燃機関用ラジエータの通風抵抗を低減することができる。これにより、複数の内燃機関用チューブを通過する内燃機関用冷媒と外気との熱交換を効率良く行うことができるため、内燃機関用ラジエータの放熱量を増加することができる。また、複数のインバータ用フィンあるいは複数のインバータ用チューブのピッチは、複数の内燃機関用フィンあるいは複数の内燃機関用チューブのピッチよりも小さいため、インタークーラから発生する放射音をさらに遮音することができる。これにより、車両騒音、特に車外騒音をさらに抑制することができる。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用チューブよりも前記ハイブリッド車両の直進方向における厚さが薄いことを特徴とする。

この発明によれば、ハイブリッド車両の直進方向における複数のインバータ用チューブの厚さは、複数の内燃機関用チューブの厚さよりも薄いため、インバータ用ラジエータの通風抵抗を低減することができる。これにより、インバータ用ラジエータを通過した外気の風速の低下を抑制でき、インタークーラおよび内燃機関用ラジエータの放熱量を向上させることができる。また、ハイブリッド車両の直進方向における複数の内燃機関用チューブの厚さは、複数のインバータ用チューブの厚さよりも厚いため、内燃機関用ラジエータの表面積が増加し、内燃機関用ラジエータの放熱量を増加することができる。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記ハイブリッド車両の室内温度を調整する空調装置をさらに備え、前記空調装置の空調用コンデンサを前記インタークーラよりも前記ハイブリッド車両の前方に配置することを特徴とする。

この発明によれば、インタークーラは、そのハイブリッド車両の前方に空調用コンデンサが配置される。従って、インタークーラから発生する放射音をこの空調用コンデンサにより遮蔽することができる。これにより、車両騒音、特に車外騒音をさらに抑制することができる。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記インバータ用ラジエータと前記インタークーラとの間で直接的に熱交換を行う熱交換構造をさらに備えることを特徴とする。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記熱交換構造は、前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブと前記インタークーラに形成される複数のインタークーラ用チューブとを互いに接合した構造であることを特徴とする。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記熱交換構造は、前記インバータ用ラジエータに形成されるインバータ用タンクと前記インタークーラに形成されるインタークーラ用タンクとを互いに接合した構造であることを特徴とする。

また、この発明では、上記ハイブリッド車両において、前記インバータ用タンクのインバータ用冷媒が通過する冷媒通過領域と前記インタークーラ用タンクの過給空気が通過する過給空気通過領域との間に、前記インバータ用タンクおよび前記インタークーラ用タンクよりも熱の伝導性が高い高熱伝導性部材を配置したことを特徴とする。

これらの発明によれば、インバータ用ラジエータとインタークーラとの間で直接的に熱交換を行う熱交換構造を、例えば複数のインバータ用チューブと複数のインタークーラ用チューブとを互いに接合した構造とする。従って、内燃機関あるいは電動機のいずれか一方が停止している状態において、インバータ用ラジエータを通過するインバータ用冷媒とインタークーラを通過する過給空気あるいは空気との間で熱交換を行うことができる。これにより、ハイブリッド車両の走行状態において要求される放熱量をインバータ用ラジエータおよびインタークーラともに満足することができる。また、熱交換構造を有することで、インタークーラが発生する放射音に対して、インバータ用冷却水の減衰効果を得ることができる。インバータ用ラジエータおよびインタークーラの一部が互いに接合されるため、インタークーラの剛性を向上することができる。これらにより、放射音が抑制され車両騒音がさらに抑制することができる。

この発明にかかるハイブリッド車両は、ハイブリット車両に当該ハイブリッド車両の前方からインバータ用ラジエータ、インタークーラ、内燃機関用ラジエータの順で配置することで、これら外気との熱交換により冷却を行う機器に要求される放熱量を満足できるという効果を奏する。また、車両騒音を抑制することができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施例における内燃機関とは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが含まれるものである。

図１は、実施例１にかかるハイブリッド車両の構成例を示す図である。図２は、図１のＡ―Ａ線に沿って切断した拡大斜視図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１−１には、内燃機関１０とトランスアクスル２０とにより構成されている。この内燃機関１０およびトランスアクスル２０は、２点鎖線で示すエンジンルーム内に配置されている。なお、３０は、後述する外気との熱交換により冷却を行う機器に外気を導入するファン（電動ファン）である。このファン３０は、ハイブリッド車両の運転状態に応じて作動するものである。

内燃機関１０は、ハイブリッド車両１−１の走行状態に応じて、このハイブリッド車両１−１を駆動するものである。この内燃機関１０は、出力を向上させるために過給機１１およびインタークーラ１２が備えられている。また、内燃機関１０は、この内燃機関を冷却するための内燃機関冷却系統１３が備えられている。内燃機関１０は、吸気経路から導入される空気と燃料との混合ガスを燃焼し、燃焼後の排気ガスを排気経路に排気することを繰り返すことで、出力を得るものである。

過給機１１は、タービン１１ａと、コンプレッサ１１ｂと、このタービン１１ａとコンプレッサ１１ｂとを連結する回転軸１１ｃとにより構成されている。タービン１１ａは、内燃機関１０から排気された排気ガスが過給機１１を通過することで回転される。コンプレッサ１１ｂは、回転軸１１ｃによりタービン１１ａと連結されているため、タービン１１ａが排気ガスにより回転することで回転する。吸気経路から過給機１１に導入された空気は、回転するコンプレッサ１１ｂにより加圧される。この加圧された過給空気は、図示しない吸気配管を通り、インタークーラ１２に導入される。

インタークーラ１２は、図２に示すように、ハイブリッド車両１−１の前方に配置されるものであり、複数のインタークーラ用チューブ１２ａと、複数のインタークーラ用フィン１２ｂと、インタークーラ用タンク１２ｃ，１２ｃとにより構成されている。複数のインタークーラ用チューブ１２ａは、中空形状であり、その両端部がインタークーラ用タンク１２ｃ，１２ｃと連通している。つまり、複数のインタークーラ用チューブ１２ａは、インタークーラ用タンク１２ｃ，１２ｃとの間において、ハイブリッド車両１−１の鉛直方向に所定のチューブピッチＣＰ３で形成されている。

複数のインタークーラ用フィン１２ｂは、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向における断面形状が連続した略三角形状（三角形状、波形形状を含む。以下同様。）であり、インタークーラ用チューブ１２ａの表面において、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向に所定のフィンピッチＦＰ３で形成されている。ここで、各インタークーラ用フィン１２ｂは、インタークーラ用チューブ１２ａのハイブリッド車両１−１の直進方向における厚さＷ３とほぼ同一の厚さで形成されている。従って、インタークーラ用チューブ１２ａと、インタークーラ用フィン１２ｂとは、交互にハイブリッド車両１−１の鉛直方向に配置されることとなる。

インタークーラ用タンク１２ｃ，１２ｃは、中空形状であり、一方のインタークーラ用タンク１２ｃには、過給機１１から図示しない吸気配管を通りインタークーラ１２に導入された過給空気が流入する。一方のインタークーラ用タンク１２ｃに流入した過給空気は、複数のインタークーラ用チューブ１２ａを通過する。このとき、過給空気の熱は、複数のインタークーラ用チューブ１２ａを介して複数のインタークーラ用フィン１２ｂに伝達される。ここで、ハイブリッド車両が走行する、あるいはこのハイブリッド車両の走行状態に応じてファンが作動することで、ハイブリッド車両１−１の外部の外気がインバータ用ラジエータ２５を介してインタークーラ１２に導入、すなわち外気が複数のインタークーラ用フィン１２ｂを通過する。これにより、この複数のインタークーラ用フィン１２ｂと後述する外気との間で熱交換が行われ、過給空気が冷却される。この冷却され、温度が低下した過給空気は、他方のインタークーラ用タンク１２ｃに流入し、図示しない吸気配管を通り、内燃機関１０の図示しない複数の燃焼室に吸気される。

内燃機関冷却系統１３は、内燃機関用冷媒である内燃機関用冷却水を循環させることで、この内燃機関１０を冷却するものである。この内燃機関冷却系統１３は、ウォータポンプ１４と、内燃機関用ラジエータ１５と、図示しない内燃機関１０の複数箇所に形成されたウォータジャケットと、これらを接続する図示しない冷却通路とにより構成されている。

ウォータポンプ１４は、内燃機関１０の図示しないクランクシャフトの回転力により駆動するものである。このウォータポンプ１４が作動することで吐出された内燃機関用冷却水は、内燃機関１０の図示しないウォータジャケットに流入する。このウォータジャケットは、内燃機関１０が運転することで熱が発生するシリンダヘッドやシリンダブロックに形成されている。従って、このウォータジャケットに流入した内燃機関用冷却水には、この内燃機関１０において発生した熱が伝達され、内燃機関１０を冷却することで加熱される。この加熱された温度が上昇した内燃機関用冷却水は、図示しない冷却通路を通り、内燃機関用ラジエータ１５に流入する。

内燃機関用ラジエータ１５は、図２に示すように、ハイブリッド車両１−１の前方に配置されるものであり、複数の内燃機関用チューブ１５ａと、複数の内燃機関用フィン１５ｂと、内燃機関用タンク１５ｃ，１５ｃとにより構成されている。複数の内燃機関用チューブ１５ａは、中空形状であり、その両端部が内燃機関用タンク１５ｃ，１５ｃと連通している。つまり、複数の内燃機関用チューブ１５ａは、内燃機関用タンク１５ｃ，１５ｃとの間において、ハイブリッド車両１−１の鉛直方向に所定のチューブピッチＣＰ２で形成されている。

複数の内燃機関用フィン１５ｂは、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向における断面形状が連続した略三角形状であり、内燃機関用チューブ１５ａの表面において、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向に所定のフィンピッチＦＰ２で形成されている。ここで、各内燃機関用フィン１５ｂは、内燃機関用チューブ１５ａのハイブリッド車両１−１の直進方向における厚さＷ２とほぼ同一の厚さで形成されている。従って、内燃機関用チューブ１５ａと、内燃機関用フィン１５ｂとは、交互にハイブリッド車両１−１の鉛直方向に配置されることとなる。

内燃機関用タンク１５ｃ，１５ｃは、中空形状であり、一方の内燃機関用タンク１５ｃには、内燃機関１０から図示しない冷却配管を通り、加熱された内燃機関用冷却水が流入する。一方の内燃機関用タンク１５ｃに流入した加熱された内燃機関用冷却水は、複数の内燃機関用チューブ１５ａを通過する。このとき、加熱された内燃機関用冷却水の熱は、複数の内燃機関用チューブ１５ａを介して複数の内燃機関用フィン１５ｂに伝達される。ここで、ハイブリッド車両１−１の外部の外気がインバータ用ラジエータ２５およびインタークーラ１２を介して内燃機関用ラジエータ１５に導入、すなわち外気が複数の内燃機関用フィン１５ｂを通過する。これにより、この複数の内燃機関用フィン１５ｂと外気との間で熱交換が行われ、加熱された内燃機関用冷却水が冷却される。この冷却され、温度が低下した内燃機関用冷却水は、他方の内燃機関用タンク１５ｃに流入し、図示しない冷却配管を通り、ウォータポンプ１４に吸引される。これにより、内燃機関冷却系統１３は、内燃機関用冷却水を循環させる。ここで、この内燃機関冷却系統１３の冷却能力は、図示しないハイブリッド車両１−１の制御装置により制御される。例えば内燃機関用冷却水の温度が所定温度（例えば８０℃程度）未満の場合、制御装置は、内燃機関用冷却水が内燃機関用ラジエータ１５を通過しないように循環させても良い。

ここで、上記内燃機関用チューブ１５ａのチューブピッチＣＰ２および／またはフィンピッチＦＰ２は、インバータ用チューブ２５ａのチューブピッチＣＰ１および／またはフィンピッチＦＰ１よりも大きいことが好ましく、さらにはインタークーラ用チューブ１２ａのチューブピッチＣＰ３および／またはフィンピッチＦＰ３よりも大きいことが好ましい。これにより、内燃機関用ラジエータ１５の通風抵抗を低減することができ、複数の内燃機関用チューブ１５ａを通過する内燃機関用冷却水と複数の内燃機関用フィン１５ｂを通過する外気との熱交換を効率良く行うことができ、内燃機関用ラジエータ１５の放熱量を増加することができる。

トランスアクスル２０は、ハイブリッド車両１−１の走行状態に応じて、このハイブリッド車両１−１を駆動するものである。このトランスアクスル２０は、電動機であるモータジェネレータ２１と、モータジェネレータ２１を駆動するインバータ２２とにより構成されている。また、このトランスアクスル２０は、このトランスアクスル２０、特にインバータ２２を冷却するためのインバータ冷却系統２３が備えられている。トランスアクスル２０は、インバータ２２によりモータジェネレータ２１を駆動することで出力を得るものである。

モータジェネレータ２１は、インバータ２２から供給される駆動電力により回転駆動し、ハイブリッド車両１−１を駆動するものである。インバータ２２は、図示しない充電器などから供給される電力を調整して、モータジェネレータ２１に駆動電力として供給するものである。

インバータ冷却系統２３は、インバータ用冷媒であるインバータ用冷却水を循環させることで、トランスアクスル２０、特に多くの熱を発生するインバータ２２を冷却するものである。このインバータ冷却系統２３は、ウォータポンプ２４と、インバータ用ラジエータ２５と、これらを接続する図示しない冷却通路とにより構成されている。

ウォータポンプ２４は、上記ハイブリッド車両１−１の走行状態に応じて図示しない制御装置により制御される電動機により回転駆動するものである。このウォータポンプ２４が作動することで吐出されたインバータ用冷却水は、トランスアクスル２０に流入する。このトランスアクスル２０に流入したインバータ用冷却水には、まずインバータ２２において発生した熱が伝達され、インバータ２２を冷却することで加熱される。この加熱され温度が上昇したインバータ用冷却水は、さらにモータジェネレータ２１において発生した熱が伝達され、モータジェネレータ２１を冷却することでさらに加熱される。このさらに加熱されたインバータ用冷却水は、図示しない冷却通路を通り、インバータ用ラジエータ２５に流入する。

インバータ用ラジエータ２５は、図２に示すように、ハイブリッド車両１−１の前方に配置されるものであり、複数のインバータ用チューブ２５ａと、複数のインバータ用フィン２５ｂと、インバータ用タンク２５ｃ，２５ｃとにより構成されている。複数のインバータ用チューブ２５ａは、中空形状であり、その両端部がインバータ用タンク２５ｃ，２５ｃと連通している。つまり、複数のインバータ用チューブ２５ａは、インバータ用タンク２５ｃ，２５ｃとの間において、ハイブリッド車両１−１の鉛直方向に所定のチューブピッチＣＰ１で形成されている。

複数のインバータ用フィン２５ｂは、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向における断面形状が連続した略三角形状であり、インバータ用チューブ２５ａの表面において、ハイブリッド車両１−１の直進方向と直交する方向に所定のフィンピッチＦＰ１で形成されている。ここで、各インバータ用フィン２５ｂは、インバータ用チューブ２５ａのハイブリッド車両１−１の直進方向における厚さＷ１とほぼ同一の厚さで形成されている。従って、インバータ用チューブ２５ａと、インバータ用フィン２５ｂとは、交互にハイブリッド車両１−１の鉛直方向に配置されることとなる。

インバータ用タンク２５ｃ，２５ｃは、中空形状であり、一方のインバータ用タンク２５ｃには、トランスアクスル２０から図示しない冷却配管を通り、加熱されたインバータ用冷却水が流入する。一方のインバータ用タンク２５ｃに流入した加熱されたインバータ用冷却水は、複数のインバータ用チューブ２５ａを通過する。このとき、加熱されたインバータ用冷却水の熱は、複数のインバータ用チューブ２５ａを介して複数のインバータ用フィン２５ｂに伝達される。ここで、ハイブリッド車両が走行する、あるいはこのハイブリッド車両の走行状態に応じてファンが作動することで、ハイブリッド車両１−１の外部の外気がインバータ用ラジエータ２５に導入、すなわち外気が複数のインバータ用フィン２５ｂを通過する。これにより、この複数のインバータ用フィン２５ｂと外気との間で熱交換が行われ、加熱されたインバータ用冷却水が冷却される。この冷却され、温度が低下したインバータ用冷却水は、他方のインバータ用タンク２５ｃに流入し、図示しない冷却配管を通り、ウォータポンプ２４に吸引される。これにより、インバータ冷却系統２３は、インバータ用冷却水を循環させる。ここで、このインバータ冷却系統２３の冷却能力は、図示しないハイブリッド車両１−１の制御装置により制御される。

ここで、上記インバータ用チューブ２５ａのチューブピッチＣＰ１および／またはフィンピッチＦＰ１は、上記内燃機関用チューブ１５ａのチューブピッチＣＰ２および／またはフィンピッチＦＰ２よりも小さいことが好ましく、さらにはインタークーラ用チューブ１２ａのフィンピッチＦＰ３よりも小さいことが好ましい。これにより、インバータ用ラジエータ２５によりインタークーラから発生する放射音がさらに遮音され、車両騒音、特に車外騒音をさらに抑制することができる。

なお、このハイブリッド車両１−１は、上記図示しない制御装置で運転制御されるものである。基本的には、軽負荷時のハイブリッド車両１−１は、トランスアクスル２０により駆動される。一方、中高負荷時のハイブリッド車両１−１は、内燃機関１０により駆動される。なお、停車時や軽負荷時のハイブリッド車両１−１においても、内燃機関１０を運転する場合があり、この場合は内燃機関の出力により発電し、図示しない充電器の充電を行う。従って、内燃機関１０が運転されている場合は、過給機１１が過給を行い、過給空気がインタークーラ１２を通過することとなる。

次に、外気との熱交換により冷却を行う機器であるインタークーラ１２、内燃機関用ラジエータ１５、インバータ用ラジエータ２５の配置について説明する。ハイブリット車両１にハイブリッド車両１−１の前方からインバータ用ラジエータ２５、インタークーラ１２、内燃機関用ラジエータ１５の順で配置する。つまり、ハイブリッド車両１−１の外部から導入された外気は、インバータ用ラジエータ２５を通過し、このインバータ用ラジエータ２５を通過した外気がインタークーラ１２を通過し、このインタークーラ１２を通過した外気が内燃機関用ラジエータ１５を通過することとなる。

具体的には、ハイブリッド車両１−１の最も前方には、インバータ用ラジエータ２５を配置する。インバータ用ラジエータ２５を通過するインバータ用冷却水の上限温度は、内燃機関用ラジエータ１５を通過する内燃機関用冷却水の上限温度よりも低く設定される。つまり、インバータ用冷却水は、内燃機関用冷却水よりも上限温度と外気との温度差が小さい。従って、インバータ用ラジエータ２５に要求される放熱面積を多く必要とするが、要求される放熱量は低いため、インタークーラ１２や内燃機関用ラジエータ１５よりもハイブリッド車両１−１の後方に配置されると、要求される放熱量を満足することができない。そこで、ハイブリッド車両１−１の最も前方に配置し、温度上昇していない外気を通過させる。これにより、要求される放熱量を満足する。

インタークーラ１２は、インバータ用ラジエータ２５の次にハイブリッド車両１−１の前方に配置する。インタークーラ１２は、インタークーラ１２を通過する過給空気の温度の低下により内燃機関の出力が向上するため、放熱量を増加することで、インバータ用ラジエータ２５の次にハイブリッド車両１−１の前方に配置する。ここで、上記インバータ用ラジエータ２５をハイブリッド車両１−１の最も前方に配置することで、インタークーラ１２や内燃機関用ラジエータ１５をハイブリッド車両１−１の最も前方に配置する場合と比較して、インバータ用ラジエータ２５を通過した外気の温度上昇を抑制することができる。従って、インタークーラ１２は、インバータ用ラジエータ２５を通過した温度上昇が抑制された外気が通過することで、要求される放熱量を満足することができる。

また、インタークーラ１２は、インバータ用ラジエータ２５と内燃機関用ラジエータ１５との間に配置される。つまり、インタークーラ１２は、インバータ用ラジエータ２５と内燃機関用ラジエータ１５とに挟まれるように配置される。ここで、上述のように、内燃機関１０が運転されている場合は、過給空気がインタークーラ１２に通過するため、このインタークーラ１２が放射音を発生する。しかしながら、インタークーラ１２が発生した放射音は、インバータ用ラジエータ２５と内燃機関用ラジエータ１５とにより遮音される。従って、この放射音による車外騒音および車内騒音を低減することができる。

内燃機関用ラジエータ１５は、インタークーラ１２の次にハイブリッド車両１−１の前方に配置する。つまり、内燃機関用ラジエータ１５は、外気との熱交換により冷却を行う機器のうちで、ハイブリッド車両１−１の最も後方に配置する。内燃機関用ラジエータ１５は、要求される放熱量が高いが、インバータ用ラジエータ２５よりも上限温度が高い。従って、内燃機関用ラジエータ１５は、温度が高い外気、すなわちインタークーラ１２を通過した温度上昇をした外気が通過しても、要求される放熱量を満足することができる。

以上のように、外気との熱交換により冷却を行う機器を図２に示すように、ハイブリット車両１にハイブリッド車両１−１の前方からインバータ用ラジエータ２５、インタークーラ１２、内燃機関用ラジエータ１５の順で配置することで、外気との熱交換により冷却を行う機器に要求される放熱量を満足できる。また、車両騒音を抑制することができる。

図３は、実施例２にかかる内燃機関の構成例を示す図である。なお、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した拡大斜視図である。図５は、実施例２にかかるインバータ用タンクおよびインタークーラ用タンクの要部拡大断面図である。図３に示す実施例２にかかるハイブリッド車両１−２が、図１に示す実施例１にかかるハイブリッド車両１−１と異なる点は、インバータ用ラジエータ２５とインタークーラ１２とを一体化し、インバータ用ラジエータ２５を通過するインバータ用冷却水と、インタークーラ１２を通過する過給空気との間で直接的に熱交換を行うことができる熱交換構造を有している点である。なお、図３に示す実施例２にかかるハイブリッド車両１−２の基本的構成は、図１に示す実施例１にかかるハイブリッド車両１−１の基本的構成と略同様であるので、その説明は省略する。

ここで、上述のように、軽負荷時のハイブリッド車両１−２は、トランスアクスル２０により駆動され、通常内燃機関１０の運転は停止されている状態である。従って、インバータ用ラジエータ２５を通過するインバータ用冷却水の温度が上昇しやすくなる。一方、中高負荷時のハイブリッド車両１−２は、内燃機関１０により駆動され、通常トランスアクスル２０の駆動は停止される。従って、インタークーラ１２を通過する過給空気を冷却する必要がある。つまり、ハイブリッド車両１−２の走行状態に応じて、インバータ用ラジエータ２５およびインタークーラ１２に要求される放熱量は変化するものである。

この実施例２かかるハイブリッド車両１−２は、図３〜図５に示すように、複数のインバータ用チューブ２５ａと複数のインタークーラ用チューブ１２ａとを互いに接合することで熱交換構造を有する。また、インバータ用タンク２５ｃとインタークーラ用タンク１２ｃとを互いに接合することで熱交換構造を有する。なお、この接合され一体化したインバータ用チューブ２５ａおよびインタークーラ用チューブ１２ａの表面には、ハイブリッド車両１−２の直進方向と直交する方向における断面形状が連続した略三角形状である複数の一体化フィン４０が形成されている。この複数の一体化フィン４０のハイブリッド車両１−２の直進方向における厚さは、インバータ用チューブ２５ａの厚さＷ１とインタークーラ用チューブ１２ａの厚さＷ３とを合わせた厚さとほぼ同一である。

従って、軽負荷時において、インバータ用チューブ２５ａを通過する温度の上昇したインバータ用冷却水の熱は、インバータ用チューブ２５ａおよびインタークーラ用チューブ１２ａに伝達される。従って、このインバータ用冷却水とインタークーラ用チューブ１２ａを通過する外気とほぼ同一温度の空気（過給機１１が作動していない状態のため）との間で熱交換が行われ、このインバータ用冷却水が冷却される。また、インバータ用タンク２５ｃの中空部２５ｄを通過する温度の上昇したインバータ用冷却水の熱は、インバータ用タンク２５ｃおよびインタークーラ用タンク１２ｃに伝達される。従って、このインバータ用冷却水とインタークーラ用タンク１２ｃの中空部１２ｄを通過する外気とほぼ同一温度の空気との間で熱交換が行われ、このインバータ用冷却水が冷却される。さらに、インバータ用チューブ２５ａを通過する温度の上昇したインバータ用冷却水の熱は、このインバータ用チューブ２５ａおよびインタークーラ用チューブ１２ａを介して、一体化フィン４０に伝達される。ここで、複数の一体化フィン４０は、上記実施例１のインバータ用フィン２５ｂと比較して表面積が広いため、インバータ用ラジエータ２５の放熱面積を増加することができる。従って、この複数の一体化フィン４０と外気との間で熱交換が効率良く行われ、インバータ用冷却水が冷却される。これらにより、ハイブリッド車両１−２の走行状態、特に軽負荷時においてインバータ用ラジエータ２５の放熱量を増加することができる。

一方、中高負荷時において、インタークーラ用チューブ１２ａを通過する過給空気の熱は、インタークーラ用チューブ１２ａおよびインバータ用チューブ２５ａに伝達される。従って、この過給空気とインバータ用チューブ２５ａを通過するインバータ用冷却水との間で熱交換が行われ、この過給空気が冷却される。また、インタークーラ用タンク１２ｃの中空部１２ｄを通過する過給空気の熱は、インタークーラ用タンク１２ｃおよびインバータ用タンク２５ｃに伝達される。従って、この過給空気とインバータ用タンク２５ｃの中空部２５ｄを通過するインバータ用冷却水との間で熱交換が行われ、この過給空気が冷却される。さらに、インタークーラ用チューブ１２ａを通過する過給空気の熱は、このインタークーラ用チューブ１２ａおよびインバータ用チューブ２５ａを介して、一体化フィン４０に伝達される。従って、この複数の一体化フィン４０と外気との間で熱交換が効率良く行われ、過給空気が冷却される。これらにより、ハイブリッド車両１−２の走行状態、特に中高負荷時においてインタークーラ１２の放熱量を増加することができる。

また、インタークーラ１２から発生する放射音は、インバータ用ラジエータ２５を通過するインバータ用冷却水にも伝達される。このインバータ用冷却水に伝達された放射音は、液体であるインバータ用冷却水の減衰効果により低減される。また、インタークーラ用チューブ１２ａとインバータ用チューブ２５ａとが互いに接合されているので、インタークーラ用チューブ１２ａの剛性向上し、放射音は低減される。これらにより、放射音が抑制され車両騒音をさらに抑制することができる。

なお、図５に示すように、インバータ用タンク２５ｃとインタークーラ用タンク１２ｃとを互いに接合するのではなく、図６に示すようにインバータ用タンク２５ｃとインタークーラ用タンク１２ｃとを一つの一体タンク５０としても良い。この場合は、この一体タンク５０には、過給空気用通路５１およびインバータ用冷却水通路５２の２つの通路が形成され、各通路はそれぞれインタークーラ用チューブ１２ａとインバータ用チューブ２５ａと連通する。

上記インバータ用タンク２５ｃ、インタークーラ用タンク１２ｃ、一体タンク５０を構成する材料が、アルミニウムあるいはアルミニウム合金など熱の伝導性が高い高熱伝導性部材である場合は、過給空気とインバータ用冷却水との熱交換の効率の低下を抑制できる。しかし、これらが合成樹脂などの熱の伝導性が比較的高くない部材で構成されている場合は、過給空気とインバータ用冷却水との熱交換の効率が低下する虞がある。そこで、図７に示すように、例えばインバータ用タンク２５ｃとインタークーラ用タンク１２ｃとを一体化した一体タンク６０が合成樹脂などで構成されている場合は、過給機通過領域である過給空気用通路６１と冷媒通過領域であるインバータ用冷却水通路６２との間に、この一体化タンク６０よりも熱の伝導性が高い高熱伝導性部材である仕切り板６３を配置し、熱交換の効率の低下を抑制する。

なお、上記実施例２においては、複数のインバータ用チューブ２５ａと複数のインタークーラ用チューブ１２ａとの一体化による熱交換構造およびインバータ用タンク２５ｃとインタークーラ用タンク１２ｃとの一体化による熱交換構造を有しているがいずれか一方であっても良い。

また、上記実施例２において、上記実施例１と同様に、インバータ用チューブ２５ａのチューブピッチＣＰ１およびインタークーラ用チューブ１２ａのチューブピッチＣＰ３を内燃機関用チューブ１５ａのチューブピッチＣＰ２よりも小さくしても良い。また、インバータ用フィン２５ｂのフィンピッチＦＰ１およびインタークーラ用フィン１２ｂのフィンピッチＦＰ３を内燃機関用フィン１５ｂのフィンピッチＦＰ２よりも小さくしても良い。

また、上記実施例１および２においては、インタークーラ１２のハイブリッド車両１−１，１−２の前方にはインバータ用ラジエータ２５のみが配置されているが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、外気との熱交換により冷却を行う機器であるインタークーラ１２、内燃機関用ラジエータ１５、インバータ用ラジエータ２５以外に、ハイブリッド車両の室内温度を調整する空調機の空調用コンデンサがある。この空調用コンデンサをインタークーラ１２よりもハイブリッド車両の前方に配置しても良い。これによれば、インタークーラ１２から発生する放射音をこの空調用コンデンサにより遮蔽することができる。これにより、車両騒音、特に車外騒音をさらに抑制することができる。

ここで、空調用コンデンサの配置位置は、インバータ用ラジエータのハイブリッド車両１−１，１−２の直進方向に対して同一位置であることが好ましい。これは、空調用コンデンサがインバータ用ラジエータ２５よりもハイブリッド車両１−１，１−２の前方であると、このインバータ用ラジエータの放熱量を満足できない虞があり、インバータ用ラジエータ２５とインタークーラ１２との間であると、このインタークーラ１２の放熱量を満足できない虞があり、ハイブリッド車両１−１，１−２の全長の増加する虞があるためである。

また、上記実施例１および２においては、チューブピッチおよびフィンピッチのみならず、ハイブリッド車両１−１，１−２の直進方向における厚さを変更しても良い。例えば、インバータ用チューブ２５ａの厚みＷ１は、上記複数の内燃機関用チューブ１５ａの厚みＷ２よりも薄く、さらには、インタークーラ用チューブ１２ａの厚みＷ３よりも薄くする。これにより、インバータ用ラジエータ２５の通風抵抗を低減することができ、インバータ用ラジエータ２５を通過した外気の風速の低下を抑制でき、インタークーラおよび内燃機関用ラジエータの放熱量を増加することができる。内燃機関用ラジエータ１５の放熱面積が増加でき、内燃機関用ラジエータの放熱量を増加することができる。

実施例１にかかるハイブリッド車両の構成例を示す図である。 図１のＡ―Ａ線に沿って切断した拡大斜視図である。 実施例２にかかるハイブリッド車両の構成例を示す図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した拡大斜視図である。 実施例２にかかるインバータ用タンクおよびインタークーラ用タンクの要部拡大断面図である。 インバータ用タンクおよびインタークーラ用タンクの他の構成例を示す要部拡大断面図である。 インバータ用タンクおよびインタークーラ用タンクの他の構成例を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１−１，１−２ ハイブリッド車両
１０ 内燃機関
１１ 過給機
１２ インタークーラ
１２ａ インタークーラ用チューブ
１２ｂ インタークーラ用フィン
１２ｃ インタークーラ用タンク
１３ 内燃機関冷却系統
１４ ウォータポンプ
１５ インバータ用ラジエータ
１５ａ 内燃機関用チューブ
１５ｂ 内燃機関用フィン
１５ｃ 内燃機関用タンク
２０ トランスアクスル
２１ モータジェネレータ（電動機）
２２ インバータ
２３ インバータ冷却系統
２４ ウォータポンプ
２５ インバータ用ラジエータ
２５ａ インバータ用チューブ
２５ｂ インバータ用フィン
２５ｃ インバータ用タンク
３０ ファン
４０ 一体化フィン
５０ 一体化タンク
５１ 過給空気用通路
５２ インバータ用冷却水通路
６０ 一体タンク
６１ 過給空気用通路
６２ インバータ用冷却水通路
６３ 仕切り板（高熱伝導性部材）

Claims (9)

1. 過給機およびインタークーラを備える内燃機関、あるいは電動機の少なくともいずれか一方により駆動されるハイブリット車両において、
   前記内燃機関に内燃機関用冷媒を循環させ、当該内燃機関用冷媒の冷却を行う内燃機関用ラジエータを有する内燃機関冷却系統と、
   少なくとも前記電動機を駆動するインバータにインバータ用冷媒を循環させ、当該インバータ用冷媒の冷却を行うインバータ用ラジエータを有するインバータ冷却系統と、
   を備え、前記ハイブリット車両に当該ハイブリッド車両の前方からインバータ用ラジエータ、インタークーラ、内燃機関用ラジエータの順で配置することを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用フィンのピッチは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用フィンのピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブのピッチは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用チューブのピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブは、前記内燃機関用ラジエータに形成される複数の内燃機関用チューブよりも前記ハイブリッド車両の直進方向における厚さが薄いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 前記ハイブリッド車両の室内温度を調整する空調装置をさらに備え、
   前記空調装置の空調用コンデンサを前記インタークーラよりも前記ハイブリッド車両の前方に配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
6. 前記インバータ用ラジエータと前記インタークーラとの間で直接的に熱交換を行う熱交換構造をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
7. 前記熱交換構造は、前記インバータ用ラジエータに形成される複数のインバータ用チューブと前記インタークーラに形成される複数のインタークーラ用チューブとを互いに接合した構造であることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両。
8. 前記熱交換構造は、前記インバータ用ラジエータに形成されるインバータ用タンクと前記インタークーラに形成されるインタークーラ用タンクとを互いに接合した構造であることを特徴とする請求項６または７に記載のハイブリッド車両。
9. 前記インバータ用タンクのインバータ用冷媒が通過する冷媒通過領域と前記インタークーラ用タンクの過給空気が通過する過給空気通過領域との間に、前記インバータ用タンクおよび前記インタークーラ用タンクよりも熱の伝導性が高い高熱伝導性部材を配置したことを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両。
   

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