JP6039709B2 - ハイブリッド車のハイブリッドモジュール用の冷却デバイス - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車のハイブリッドモジュール用の冷却デバイスであって、ハイブリッドモジュールが、ハイブリッド車の内燃機関と電気駆動ユニットを分離するための分離クラッチを作動させるための、内燃機関と電気駆動ユニットとの間に配置されたアクチュエータと、制御電子機器とを有する冷却デバイスに関する。

そのようなハイブリッド車において構成されるハイブリッドモジュールは、実用から周知である。そのようなハイブリッドモジュールでは、ハイブリッドモジュールから熱を放散させることができるようにヒートシンクを備える冷却デバイスが使用される。

分離クラッチが外部アクチュエータによって作動されるハイブリッドモジュールが使用される。アクチュエータができる限り良好に動作するように、電気構成要素、特に制御電子機器を冷却しなければならない。ほとんどの用途において、アクチュエータは、高温環境内、特に内燃機関からの熱や排気システムからの熱などを受ける領域内に位置される。このため、冷却効果をより達成し難くなる。不十分な冷却は、分離機能を不能にし、アクチュエータ内の熱感受性構成要素および制御電子機器を破壊することさえある。

（特許文献１）に、自動車トランスミッションの区域用の、複合材から構成されたカバーが開示されている。このカバーは、一部片の内部ヒートシンクを有し、そこに制御電子機器が固定される。熱安定性材料から製造されるカバーは、自動車トランスミッションの上記の区域を閉じて保護し、この区域は、例えば弁、ソレノイド、モータ、およびセンサなど電気および電子構成要素を含む。プレートまたはヒートシンクは、上記のカバーがトランスミッション流体の流れに両側でさらされる点では、カバーの内面から離して位置される。制御電子機器は、カバーの外面に配置され、例えばピンやボルトなど熱伝達性の機械的固定要素によってカバー内部のプレートに固定される。特に、制御電子機器のハウジングは、リブを有するヒートシンクを設けられる。上記のデバイスは、内燃機関または排気システムの領域内など、自動車の高温構成要素の領域内での動作には適していない。

（特許文献２）、（特許文献３）、および（特許文献４）から、制御電子機器を有し、自動車と共に使用されるアセンブリ用の冷却デバイスであって、より低温の外気にさらされる冷却リブを有する冷却デバイスが知られている。

米国特許出願公開第２０１１／０１８２０３４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００３１２１５Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００９／００７８４８９Ａ１号明細書 米国特許第６，１４８，８５５号明細書

本発明の目的は、高温構成要素、例えばハイブリッド車の内燃機関または排気システムの領域内でのハイブリッドモジュールの使用を可能にする、ハイブリッド車のハイブリッドモジュール用の冷却デバイスを提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴に従って設計される、ハイブリッド車のハイブリッドモジュール用の冷却デバイスによって実現される。

したがって、本発明によれば、アクチュエータと制御電子機器が熱保護フード内部に配置され、少なくとも制御電子機器が熱保護フードに接続されることが企図される。好ましくは、アクチュエータも熱保護フードに接続される。熱保護フードは、熱伝導性材料から形成され、ハイブリッドモジュールのハウジング部分に接続され、ハウジング部分はヒートシンクを成す。熱保護フードは、外部からの熱からアクチュエータおよび制御電子機器を保護し、そのような熱は、例えば、すぐ近くに位置された内燃機関や排気システムなどの高温構成要素により生じる熱である。熱保護フードが、熱伝導性の高い材料から形成されることにより、熱保護フード内に伝達された熱は、高温外部構成要素によるものであれ、アクチュエータおよび／または制御電子機器の加熱によるものであれ、ヒートシンクを成すハイブリッドモジュールのハウジング部分へ、短い経路で伝達することができる。

このハウジング部分は、好ましくは、アクチュエータのハウジング部分である。したがって、ヒートシンクは、アクチュエータの特定の構造要素を直に構成する。

基本的には、ハイブリッドモジュールの電気構成要素に対する損傷が防止されるように、ハイブリッドモジュールの領域内で生じた熱をハイブリッドモジュールのハウジング部分へ十分に除去するのに熱保護フードが適していることが保証される限り、熱保護フードの上記の設計は任意選択的なものである。熱的な観点から、ハウジング部分と熱保護フードとが、アクチュエータおよび制御電子機器のための閉じた空間を形成すると特に有利であると考えられる。この閉じた空間の提供は、例えば内燃機関や排気システムなど高温構成要素の領域内の暖かい空気がアクチュエータおよび制御電子機器に直接は伝わらないようにする。熱保護フード内部での特に良好な伝熱を保証するために、熱保護フードがアルミニウムまたは銅から形成されることが企図される。全体として、熱保護フードがヒートパイプによって形成される、またはヒートパイプを有することも可能である。

熱保護フードの過剰な加熱が実質的に防止されると特に有利である。高温構成要素の領域内で熱保護フードがより低温であればあるほど、ヒートシンクを成すハイブリッドモジュールのハウジング部分に熱保護フードを通して除去しなければならない熱の量は小さくなる。

この観点で、熱保護フードが、熱保護フードの外側を取り囲む手段から熱保護フード内への伝熱を小さくする外面を有すると特に有利であると考えられる。

特に、熱保護フードが、リブを有さないように設計された外面を有することが企図される。リブが構成される場合、熱保護フードの外面が比較的大きくなり、その結果、熱保護フード内への比較的大きな入熱が生じる。本発明の発展形態によれば、熱保護フードの外面がリブを有さないように設計されることにより、他の点では同一の熱的条件下で、熱保護フード内への入熱が比較的小さくなる。

熱保護フードは、例えば、凹凸のない外面を有するように設計される。この設計は、熱保護フードの外面の面積をできるだけ小さく保つことに寄与する。

熱保護フードが、断熱材料から形成される層を有し、この層が外面を形成すると特に有利であると考えられる。この絶縁層により、熱保護フードは、ハイブリッド車の高温構成要素の領域内に配置されるが、温度上昇の程度は比較的小さいものにすぎないことが保証される。

熱保護フードから、ヒートシンクを成すハイブリッド手段のハウジング部分への特に良好な伝熱を保証するために、一発展形態によれば、熱保護フードが円周状のフランジを有し、フランジの領域内で、熱保護フードがハウジング部分に当接することが企図される。フランジとハウジング部分との間の大きな移行領域は、熱保護フードとハウジング部分との間での十分に大きな伝熱、したがって熱保護フード、特に高温構成要素に面する熱保護フードの領域内での好適な温度低下を実現可能にする。

熱保護フードは、様々な様式でハウジングに接続することができる。好ましくは、熱保護フードは、フランジの領域内でハウジング部分にねじ留めされる。

本発明のさらなる特徴は、従属請求項、添付図面、および図面に示される好ましい例示的実施形態の説明から明らかになるが、それらに限定されない。

ハイブリッドモジュール用の冷却デバイスの領域での、ハイブリッド車のハイブリッドモジュールを通る断面図である。

図１は、ハイブリッド車で使用するためのハイブリッドモジュール１を、本発明に重要なハイブリッドモジュール１の領域に関して示す。この領域には、冷却デバイス２が割り当てられている。また、ここで、図示される領域内にはハイブリッドモジュールの一部のみが示されている。ハイブリッドモジュール１は、ハイブリッド車の内燃機関と電気駆動ユニットとの間に配置されたアクチュエータを有する。このアクチュエータは、内燃機関と電気駆動ユニットとを分離するための分離クラッチを作動させる働きをする。アクチュエータ自体ではなく、アクチュエータを受け取るためのハイブリッドモジュール１のハウジング３のみが図示されている。このハウジング３は、ハイブリッドモジュール１のハウジング部分５の凹部４に取り付けられ、このハウジング部分５は、熱伝導性の高い材料から構成される。このハウジング部分５は、何らかの手段（特には図示せず）によって、例えば冷却回路によって冷却され、したがってヒートシンクを構成する。

ハウジング３を有する構造ユニットは、さらなるハウジング６を形成し、ハウジング６は、ハイブリッドモジュール１の一部を同様に形成する制御電子機器７を受け取る。制御電子機器７に関しては、その電気接続のみが図示されている。２つのハウジング３および６内に取り付けられたシャフト８が、制御電子機器７と相互作用し、ここで、制御電子機器７によってシャフト８の回転位置を感知することができる。

したがって、ハウジング３は、アクチュエータを受け取る働きをし、ハウジング３と共に構造ユニットを形成するハウジング６は、制御電子機器７を受け取る働きをする。２つの電気構成要素（アクチュエータと制御電子機器）は、動作中に熱を発生する。

アクチュエータと制御電子機器、したがって２つのハウジング３および６は、熱保護フード９内部に配置される。

ここで、少なくとも制御電子機器７が、伝熱できるように熱保護フード９に接続される。例示的実施形態によれば、アクチュエータも、伝熱できるように熱保護フード９に接続される。熱保護フード９は、アルミニウムまたは銅から構成され、したがって熱伝導性が特に高い。ハイブリッドモジュール１のハウジング部分５と、熱保護フード９とが、ハウジング３およびハウジング６に関する、したがってアクチュエータおよび制御電子機器７のための閉じた空間１０を形成する。ハウジング３の領域内で、空間１０は、環状空間として表されている。

特に、熱保護フード９は、深絞り加工されたアルミニウムシートによって形成され、したがって、熱保護フード９は、ベース１１、側周壁１２、および側周壁１２に隣接する円周状のフランジ１３を有する。フランジ１３の領域内で、ねじ１４は、フランジ１３の穴を通過し、熱保護フード９とハウジング部分５とをねじ接続する働きをする。

熱保護フード９、したがってアクチュエータおよび制御電子機器７は、ハウジング部分５の外に配置され、さらに、高温構成要素、例えばハイブリッド車の内燃機関または排気システムのすぐ近くに配置される。したがって、ハイブリッドモジュールのこの領域は、熱の作用をより強く受ける。

熱保護フード９は、それが取り囲む構成要素を熱から保護する働きをする。外部から熱保護フード９内への入熱を減少させるために、熱保護フード９は、滑らかな形態の外面を有するように設計され、したがってリブまたは他の凹凸構成を有さない。これは、外部熱源に面する熱保護フード９の表面を最小限にする。さらに、熱保護フード９は、外側に、したがって外面の領域内に、断熱材料から形成された層１５を設けられる。したがって、この層は、熱保護フード９の外側領域全体を覆う。

したがって、アクチュエータの熱感受性構成要素と、アクチュエータの領域内の（比較的）低温のハウジング部分５とを熱的に接続することが提案される。熱保護フード９によって形成されるこの接続は、第１に、アクチュエータおよび制御電子機器７を高温環境から遮蔽し、第２に、（矢印１６で示されるように）上記の熱感受性構成要素からハウジング部分５内に熱を放散しやすくする。このために、接続は、アルミニウムや銅など熱伝導性の高い材料から製造され、さらに任意選択で、上述したように層１５によって高温環境から断熱される。

本発明による設計は、高温構成要素のすぐ近くに位置されたハイブリッドモジュールの電気構成要素が高温になりすぎ、したがって損壊されるのを防止する。

１ ハイブリッドモジュール
２ 冷却デバイス
３ ハウジング
４ 凹部
５ ハウジング部分
６ ハウジング
７ 制御電子機器
８ シャフト
９ 熱保護フード
１０ 閉じた空間
１１ ベース
１２ 側周壁
１３ フランジ
１４ ねじ
１５ 層
１６ 矢印

Claims (11)

1. ハイブリッド車のハイブリッドモジュール（１）用の冷却デバイス（２）であって、前記ハイブリッドモジュール（１）が、前記ハイブリッド車の内燃機関と電気駆動ユニットを分離するための分離クラッチを作動させるための、内燃機関と電気駆動ユニットとの間に配置されたアクチュエータと、制御電子機器（７）とを有し、前記アクチュエータと前記制御電子機器（７）とが、１個の熱保護フード（９）の内部に配置され、少なくとも前記制御電子機器（７）が、前記熱保護フード（９）に接続され、前記熱保護フード（９）が、熱伝導性材料から形成され、前記ハイブリッドモジュール（１）のハウジング部分（５）に接続され、前記ハウジング部分（５）がヒートシンクを成し、前記熱保護フード（９）の熱が前記ハウジング部分（５）に入って放散される冷却デバイス（２）。
2. 前記アクチュエータが、前記熱保護フード（９）に接続される請求項１に記載の冷却デバイス。
3. 前記ハウジング部分（５）が、前記アクチュエータのハウジング部分である請求項１または２に記載の冷却デバイス。
4. 前記ハウジング部分（５）と前記熱保護フード（９）とが、前記アクチュエータおよび前記制御電子機器（７）のための閉じた空間（１０）を形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
5. 前記熱保護フード（９）が、アルミニウムまたは銅から構成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
6. 前記熱保護フード（９）がヒートパイプを有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
7. 前記熱保護フード（９）が、前記熱保護フード（９）の外側を取り囲む手段から前記熱保護フード（９）内への伝熱を小さくする外面を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
8. 前記熱保護フード（９）が、リブを有さないように設計された外面を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
9. 前記熱保護フード（９）が、断熱材料から形成される層（１５）を有し、前記層（１５）が、前記外面を形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
10. 前記熱保護フード（９）が円周状のフランジ（１３）を有し、前記フランジ（１３）の領域内で、前記熱保護フード（９）が前記ハウジング部分（５）に当接する請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷却デバイス。
11. 前記フランジ（１３）の領域内で、前記熱保護フード（９）が、ねじ（１４）によって前記ハウジング部分（５）に接続される請求項１０に記載の冷却デバイス。

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