JP6640532B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、特に、電池等の発熱を有効利用するハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle that makes effective use of heat generated by a battery or the like.
エンジンとモータジェネレータ(回転電機)を備えるハイブリッド自動車の駆動力制御には、主にエンジンの駆動力で走行し、必要に応じてモータジェネレータの駆動力で補助する制御や、逆に、主にモータジェネレータの駆動力で走行し、必要に応じてエンジンの駆動力で補助する制御等の様々な制御がある。しかし、いずれの制御においても、アクセル開度や車速、電池の充電状態等から定められる要求出力に対して、そのときの状態に応じてエンジンまたはモータジェネレータの駆動力を制御している(例えば、非特許文献1参照)。 The driving force control of a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator (rotary electric machine) is mainly controlled by driving with the driving force of the engine and assisting with the driving force of the motor generator as needed. There are various controls such as a control that runs with the driving force of the generator and assists with the driving force of the engine as needed. However, in any control, the driving force of the engine or the motor generator is controlled in response to the required output determined from the accelerator opening, the vehicle speed, the state of charge of the battery, and the like (for example, Non-Patent Document 1).
主にエンジンの駆動力で走行する制御では、エンジン始動直後に、点火時期および燃料噴射量出力を調整して排気浄化触媒の温度を昇温することがあるので(例えば、特許文献1参照)、エンジン始動直後に、加速要求や登坂等があると、エンジンの駆動力にモータジェネレータの駆動力を加えて走行することがある。 In control that mainly runs with the driving force of the engine, the ignition timing and the fuel injection amount output may be adjusted to raise the temperature of the exhaust purification catalyst immediately after the engine is started (for example, see Patent Document 1). Immediately after the start of the engine, if there is an acceleration request, a climb, etc., the vehicle may travel by adding the driving force of the motor generator to the driving force of the engine.
また、主にモータジェネレータの駆動力で走行する制御では、走行開始時に、モータジェネレータの駆動力のみで走行するが、加速要求や登坂等があると、エンジンを始動してモータジェネレータの駆動力にエンジンの駆動力を加えて走行する。 In addition, in the control in which the vehicle travels mainly with the driving force of the motor generator, the vehicle travels only with the driving force of the motor generator at the start of traveling, but when there is an acceleration request or climbing a slope, the engine is started and the driving force of the motor generator is reduced. The vehicle runs with the driving force of the engine.
ハイブリッド自動車では、特に走行開始時(始動直後)は、トランスアクスルケース内のオイル温度が低く、低温のオイルは粘度が高く摩擦抵抗が大きいのでギヤの摺動損失が大きくなる。このため、トランスミッションのオイルを保温した状態で貯留する作動液貯槽と、この作動液貯槽に貯留されたオイルをトランスミッションに供給する作動液給送ポンプと、作動液貯槽に貯留されるオイルをエンジンの熱により加温する作動液加温器とを備え、エンジンの始動直後に作動液貯槽に貯留されたオイルを作動液給送ポンプによりトランスミッションに供給して、始動直後でも、温度が比較的高い(粘度が低い)オイルを使用可能とする構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In a hybrid vehicle, especially at the start of running (immediately after starting), the oil temperature in the transaxle case is low, and low-temperature oil has high viscosity and high frictional resistance, so that the sliding loss of the gear increases. For this reason, a hydraulic fluid storage tank that stores the transmission oil while keeping the oil warm, a hydraulic fluid feed pump that supplies the oil stored in the hydraulic fluid storage tank to the transmission, and an oil stored in the hydraulic fluid storage tank for the engine. A hydraulic fluid warmer for heating by heat, the oil stored in the hydraulic fluid storage tank is supplied to the transmission by a hydraulic fluid feed pump immediately after the start of the engine, and the temperature is relatively high immediately after the start ( A configuration has been proposed in which an oil having a low viscosity can be used (for example, see Patent Document 2).
特許文献2に記載の発明では、オイルが高粘度になることを抑制してオイルの摩擦抵抗を低減することが可能であるが、作動液貯槽や作動液加温器等の構成が必要になり、その構成が複雑になる。また、オイルを加温するためにエンジンの熱を利用することから、エンジンを駆動する必要があり燃費が悪化する可能性がある。
In the invention described in
そこで、本発明では、電池やPCUの発熱を利用してトランスアクスル内の冷媒を加温することによって、トランスアクスルのギヤ機構の駆動損失を低減するハイブリッド自動車を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that reduces the drive loss of the gear mechanism of the transaxle by heating the refrigerant in the transaxle using the heat generated by the battery and the PCU.
本発明のハイブリッド自動車は、エンジンの駆動力を駆動輪に伝達するギヤ機構と回転電機とを収納するトランスアクスルを備えたハイブリッド自動車であって、前記回転電機に電力を供給する電池を冷却する電池冷却ユニットと、前記電池と前記回転電機との間の電力を変換するパワーコントロールユニットを冷却するPCU冷却ユニットと、前記回転電機及び前記ギヤ機構を冷却するT/A冷却ユニットと、前記電池冷却ユニットの前記電池を冷却した後の第1の冷媒と前記PCU冷却ユニットの第2の冷媒との間で冷媒の熱を移動する第1の熱交換器と、前記PCU冷却ユニットの第2の冷媒と前記T/A冷却ユニットの第3の冷媒との間で冷媒の熱を移動する第2の熱交換器と、制御装置と、を備え、前記PCU冷却ユニットは、前記PCU冷却ユニットにおける前記第2の冷媒の流路において、前記第1の熱交換器を迂回するバイパス流路と、前記第2の冷媒の流れを前記第1の熱交換器または前記バイパス流路のいずれかに切り替える流路切替弁と、を備え、前記制御装置は、前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高い場合には、前記流路切換弁を制御して前記第2の冷媒の流れを前記第1の熱交換器に切り替え、前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度以下である場合には、前記流路切替弁を制御して前記第2の冷媒の流れを前記バイパス流路に切り替えることを特徴とする。 A hybrid vehicle according to the present invention is a hybrid vehicle including a transaxle that houses a gear mechanism that transmits driving force of an engine to driving wheels and a rotating electric machine, and that cools a battery that supplies power to the rotating electric machine. a cooling unit, a PCU cooling unit for cooling the power controller b over Ruyunitto for converting power between said rotating electric machine and the battery, and T / a cooling unit for cooling the rotary electrical machine and the gear mechanism, the battery cooling A first heat exchanger for transferring heat of the refrigerant between the first refrigerant after cooling the battery of the unit and the second refrigerant of the PCU cooling unit, and a second refrigerant of the PCU cooling unit It provided with a second heat exchanger for transferring heat of the refrigerant between the third refrigerant of the T / a cooling unit, a control unit, wherein the PCU cooling unit, before In the flow path of the second refrigerant in the PCU cooling unit, a bypass flow path bypassing the first heat exchanger and a flow path of the second refrigerant are passed through the first heat exchanger or the bypass flow path. A flow path switching valve for switching to any one of the above, wherein the control device controls the flow path switching valve when the temperature of the first refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant. The flow of the second refrigerant is switched to the first heat exchanger, and when the temperature of the first refrigerant is equal to or less than the temperature of the second refrigerant, the flow path switching valve is controlled. The flow of the second refrigerant is switched to the bypass flow path .
また、前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高く、かつ、前記第2の冷媒の温度が、前記第3の冷媒の温度よりも高い場合、前記第1の冷媒の熱を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を介して前記第3の冷媒に移動することを特徴とする。 In addition, when the temperature of the first refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant and the temperature of the second refrigerant is higher than the temperature of the third refrigerant, the first refrigerant Is transferred to the third refrigerant via the first heat exchanger and the second heat exchanger.
また、前記第1の冷媒の熱の前記第3の冷媒への移動を、前記電池の検出温度が、電池冷却を判断するための電池冷却温度以上である場合に行うことを特徴とする。 Further, the heat of the first refrigerant is transferred to the third refrigerant when the detected temperature of the battery is equal to or higher than a battery cooling temperature for determining battery cooling.
また、前記第3の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高い場合、前記第3の冷媒の熱を、前記第2の熱交換器を介して前記第2の冷媒に移動することを特徴とする。 When the temperature of the third refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant, the heat of the third refrigerant is transferred to the second refrigerant via the second heat exchanger. It is characterized by the following.
さらに、前記第2の冷媒の温度が、前記第3の冷媒の温度よりも高い場合、前記第2の冷媒の熱を、前記第2の熱交換器を介して前記第3の冷媒に移動することを特徴とする。 Further, when the temperature of the second refrigerant is higher than the temperature of the third refrigerant, the heat of the second refrigerant is transferred to the third refrigerant via the second heat exchanger. It is characterized by the following.
本発明によれば、電池やPCUの発熱を利用してトランスアクスル内の冷媒を加温することによって、トランスアクスルのギヤ機構の駆動損失を低減することができ、ギヤ駆動損失の低減によって燃費向上を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drive loss of the gear mechanism of a transaxle can be reduced by heating the refrigerant | coolant in a transaxle using the heat generation of a battery and PCU, and a fuel consumption improvement by reduction of a gear drive loss. Can be achieved.
図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車100の概略構成図である。図1において、ハイブリッド自動車100は、エンジン1と、電池2と、パワーコントロールユニット3(以下PCU3という)と、回転電機としてのモータジェネレータMG1、MG2、トランスアクスル4と、車輪5と、制御装置10とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エンジン1は、内燃機関であり車輪5の駆動力を発生する。また、エンジン1は、制御装置10からの駆動指令に応じて作動し、図示しない回転センサにより検出されるエンジン回転速度を制御装置10へ送信する。
The engine 1 is an internal combustion engine and generates driving force for the
電池2は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充電可能な二次電池で構成され、PCU3へ直流電力を供給する。電池2には図示しない電池センサが設けられている。電池センサは、電池2の電圧、電池2に入出力される電流を測定し、その測定結果を制御装置10へ送信する。制御装置10は、電池センサの測定結果に基づいて、電池2のSOCを演算する。PCU3は、電池2から供給された直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータMG2へ出力する。
トランスアクスル4は、トランスミッションとアクスルとを一体構造として備える。トランスアクスル4には、動力分割機構6、減速機7及びモータジェネレータMG1、MG2が収納されている。動力分割機構6は、エンジン1が出力した駆動力を、減速機7を介して車輪5へ伝達する経路と、モータジェネレータMG1へ伝達する経路とに分割可能である。
The transaxle 4 has a transmission and an axle as an integral structure. The transaxle 4 houses a power split mechanism 6, a speed reducer 7, and motor generators MG1 and MG2. Power split device 6 can be split into a path for transmitting the driving force output from engine 1 to
モータジェネレータMG1は、動力分割機構6を介して伝達されたエンジン1からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータMG1による発電電力は、PCU3へ供給され、電池2の充電電力として、あるいはモータジェネレータMG2の駆動電力として用いられる。このように、電池2は、モータジェネレータMG1によって発電された電力により充電可能に構成される。
Motor generator MG1 is rotated by the driving force from engine 1 transmitted via power split device 6 to generate power. The power generated by motor generator MG1 is supplied to PCU 3 and used as charging power for
モータジェネレータMG2は、PCU3から供給された交流電力によって回転される。モータジェネレータMG2によって生じた駆動力は、減速機7を介して車輪5へ伝達される。また、回生制動時には、モータジェネレータMG2は、車輪5の減速に伴って回転される。モータジェネレータMG2が生じる起電力は、PCU3を介して電池2に充電される。
Motor generator MG2 is rotated by AC power supplied from PCU3. The driving force generated by motor generator MG2 is transmitted to
制御装置10は、ハイブリッド自動車100を運転者の指示に応じて走行させるために、自動車に搭載された機器・回路群の全体動作を制御する。制御装置10は、例えば、予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定の演算を実行するためのマイクロコンピュータ等で構成される。
The
次に、電池2、PCU3、トランスアクスル4の各冷却ユニットについて説明する。図2に示すように、ハイブリッド自動車100は、電池2を冷却する電池冷却ユニット20、PCU3を冷却するPCU冷却ユニット30、トランスアクスル4の内部に収納された動力分割機構6、減速機7及びモータジェネレータMG1、MG2を冷却するT/A冷却ユニット40を備えている。各冷却ユニット20、30、40はそれぞれ独立した冷却回路を構成している。
Next, the cooling units of the
まず、電池冷却ユニット20について説明する。電池冷却ユニット20は、車内に連通する吸引口21aと荷室に連通する排気口21bを有し、電池2を収納するケース21と、第1の冷媒としての車内の空気を電池2に送風するファン22と、電池2の温度を検出する電池温度センサ23と、電池2の冷却後の空気温度を検出する空気温度センサ24とを備えている。
First, the
ファン22は、ケース21内において吸引口21aの近傍に配置されている。電池温度センサ23は、電池2に一体的に設けられている。空気温度センサ24は、ケース21内において電池2の後方に配置されている。ファン22が作動することによって、車内の空気が、図中、矢印F1で示すように吸引口21aからケース21の内部に導入されて電池2が冷却される。電池冷却後の空気は、排気口21bから荷室に排出される。なお、荷室ではなく車外に排気してもよい。
The
次にPCU冷却ユニット30について説明する。PCU冷却ユニット30は、PCU3に第2の冷媒としてのLLCを供給する流路31と、電池冷却ユニット20における電池2の冷却後の空気とLLCとの間で熱を移動する第1の熱交換器32と、LLCを冷却する第3の熱交換器33と、第3の熱交換器33に外気を送風するファン34と、PCU3と第3の熱交換器33との間でLLCを循環させるポンプ35と、流路31中を流れるLLCの温度を検出するLLC温度センサ36とを備えている。
Next, the
流路31には、第1の熱交換器32が設けられている。第1の熱交換器32は、ケース21の内部において、電池2と排気口21bとの間に配置されている。すなわち、第1の熱交換器32の内部にはLLCが流通しており、また、電池2の冷却後の空気が流通する位置に配置されている。
A
流路31には、第1の熱交換器32を迂回するバイパス流路としての第1の分岐流路31aが設けられている。第1の熱交換器32に向かう流路31と第1の分岐流路31aとの分岐には、流路31内のLLCの流れを切り替える流路切替弁としての第1の切替弁37が設けられている。
The
第1の切替弁37には、例えば、ソレノイドバルブを使用しており、通常、図中、矢印F2で示すように、流路31を流れるLLCが第1の熱交換器32に流れるように流路を維持しており、第1の切替弁37がオンされることによって、図中、矢印F3で示すように、流路31を流れるLLCが第1の熱交換器32を迂回して第1の分岐流路31aに流れるように流路を切り替える。
As the
また、流路31には、第3の熱交換器33を迂回する第2の分岐流路31bが設けられている。第3の熱交換器33に向かう流路31と第2の分岐流路31bとの分岐には、流路31内のLLCの流れを切り替える第2の切替弁38が設けられている。
In addition, the
第2の切替弁38には、例えば、ソレノイドバルブを使用しており、通常、図中、矢印F4で示すように、流路31を流れるLLCが第3の熱交換器33に流れるように流路を維持しており、第2の切替弁38がオンされることによって、図中、矢印F5で示すように、流路31を流れるLLCが第3の熱交換器33を迂回して第2の分岐流路31bに流れるように流路を切り替える。
As the
図3に示すように、第1の熱交換器32は、LLCが流入する流入口32aと、電池2の冷却後の空気と熱交換を行う複数の微細流路32bと、熱交換後のLLCを排出する排出口32cとを備えている。微細流路32bは、内径が数ミリ以下の微細な流路を複数配列して構成されており、いわゆるマイクロチャンネルが用いられている。
As shown in FIG. 3, the
流入口32aから流入したLLCは、複数の微細流路32bを流通し、排出口32cから流路31に排出される。LLCが、複数の微細流路32bを流通する間に、微細流路32bを介して、電池2の冷却後の空気と熱交換が行われる。また、マイクロチャンネルを用いることにより、熱交換器を小型化することができる。
The LLC flowing from the
第3の熱交換器33は、第1の熱交換器32と同形式の熱交換器を使用している。第3の熱交換器33では、微細流路にファン34による送風を行うことにより、この送風とLLCとの間で熱交換を行ってLLCを冷却している。
The
また、流路31には、T/A冷却ユニット40の第3の冷媒としてのATFとLLCとの間で熱交換を行う第2の熱交換器50が設けられている。
Further, the
次に、T/A冷却ユニット40について説明する。T/A冷却ユニット40は、トランスアクスル4にATFを供給する流路41と、図中矢印F6で示すように、トランスアクスル4と第2の熱交換器50との間でATFを循環させるポンプ42と、流路41中を流れるATFの温度を検出するATF温度センサ43とを備えている。
Next, the T /
T/A冷却ユニット40の流路41の一部は、PCU冷却ユニット30の流路31に隣接しており、この隣接部には第2の熱交換器50が設けられている。第2の熱交換器50として、例えば、ガスケット型のプレート式熱交換器を使用している。
A part of the
図4に示すように、第2の熱交換器50は、複数の伝熱プレート51を積層したプレート積層体52と、プレート積層体52を両端側から挟圧する一対の耐圧フレーム53とを備えている。隣接する伝熱プレート51の間にガスケット54が介挿され、プレート積層体52の両端の各伝熱プレート51と一対の耐圧フレーム53の間にガスケット55が介挿される。
As shown in FIG. 4, the
複数の各伝熱プレート51は、縦長の略矩形の金属薄板を同様な波形状にプレス成形して形成され、4隅部に冷媒流通用の円形の流路孔51a〜51dを有する。各伝熱プレート51の周縁部には、ガスケット54,55が嵌着される図示しない凹波状のガスケット溝が形成され、中央部には図示しない凹凸波状の伝熱部が形成される。このような伝熱プレート51の波形部分は、伝熱プレート51間に形成される流路の内圧に対する耐圧性を高め、また、ガスケット54,55を位置決め保持してシール性能を安定させる。
Each of the plurality of
隣接する2枚の伝熱プレート51の間に介挿されるガスケット54は、伝熱プレート51の上下一対の流路孔51a〜51dを連通状態に囲う流体通路シール部と、他の上下一対の流路孔51a〜51dの各々を囲ってシールする孔シール部を有する。複数の各伝熱プレート51を1枚毎に向きを反転させ、1枚毎にガスケット54を介して積層することで、各伝熱プレート51間にLLC及びATFの流路A,Bが交互に形成される。図4における矢印F7、F8は、それぞれLLC及びATFが流れる方向を示している。LLC及びATFが対応する流路A、Bを流れる間に各伝熱プレート51を介して熱交換が行われる。
The
電池冷却ユニット20のファン22、電池温度センサ23、空気温度センサ24は、各冷却ユニットの冷媒の流れを制御する制御装置60に電気的に接続されている。また、制御装置60には、PCU冷却ユニット30のファン34、ポンプ35、LLC温度センサ36、第1の切替弁37、第2の切替弁38、T/A冷却ユニット40のポンプ42、ATF温度センサ43も電気的に接続されている。
The
さらに、制御装置60は、電池2の冷却が必要であるかを判断するための電池冷却温度Tbc、LLCの冷却が必要であるかを判断するためのLLC冷却温度Twc、ATFの冷却が必要であるかを判断するためのATF冷却温度Ttcを記憶している。
Further, the
制御装置60は、各温度センサ23,24,36,43からの各温度情報と、各冷却温度Tbc,Twc,Ttcとを比較することによって、ファン22,34,ポンプ35,42、第1の切替弁37、第2の切替弁38の作動を制御する。なお、制御装置60による制御をハイブリッド自動車100の制御装置10で行ってもよい。
The
以下、制御装置60による制御内容について説明する。制御装置60は、電池冷却ユニット20における電池冷却後の空気温度、PCU冷却ユニット30のLLC温度、T/A冷却ユニット40のATF温度に基づいて、第1の熱交換器32、第3の熱交換器33への冷媒の流れを制御する。
Hereinafter, the control contents of the
すなわち、電池冷却後の空気温度が、LLC温度及びATF温度よりも高い場合には、電池冷却後の空気の熱を、第1の熱交換器32及び第2の熱交換器50を介してATFに熱移動して、ATFの温度を上げてATFを暖める。また、LLC温度が、電池冷却後の空気温度及びATF温度よりも高い場合には、LLCの熱を、第2の熱交換器50を介してATFに熱移動して、ATFの温度を上げてATFを暖める。さらに、ATF温度が、LLC温度よりも高い場合には、ATFの熱を第2の熱交換器50を介してLLCに熱移動して、ATFの温度を下げてATFを冷却する。
That is, when the air temperature after the battery cooling is higher than the LLC temperature and the ATF temperature, the heat of the air after the battery cooling is transferred to the ATF via the
以下、具体的な制御内容について、図5、6に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ハイブリッド自動車100の始動直後は、ポンプ35,42を作動し、ファン22,34は停止、第1の切替弁37、第2の切替弁38は作動していない状態である。この状態から、ステップS10において、電池温度センサ23の検出結果から、電池2の電池温度Tbを取得する。そして、この取得した電池温度Tbと、制御装置60が記憶している電池冷却温度Tbcとを比較する。
Hereinafter, specific control contents will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. First, immediately after the start of the
ここで、電池冷却温度Tbcについて説明する。図7に示すように、電池2は、所定温度以上となると入出力特性や充放電効率が変化するので、所定温度以上となる場合に、電池2を冷却して電池2の温度を下げる必要がある。このため、所定温度として電池冷却温度Tbcを設定しており、電池2の温度が電池冷却温度Tbcに達した場合に電池2を冷却している。一方、電池2は低温状態では内部抵抗が増加することから、低温状態においては速やかな昇温が望まれる。
Here, the battery cooling temperature Tbc will be described. As shown in FIG. 7, the input / output characteristics and the charging / discharging efficiency of the
よって、ステップS10において、電池温度Tbが、電池冷却温度Tbcよりも低い場合(YES)、電池2は冷却不要であると判断してファン22は作動させず、電池2の自己発熱による昇温を促進してステップS20に進む。
Therefore, in step S10, when the battery temperature Tb is lower than the battery cooling temperature Tbc (YES), it is determined that the
また、電池温度Tbが電池冷却温度Tbcよりも低くない場合、すなわち、電池冷却温度Tbc以上の場合(NO)、電池2を冷却する必要があると判断してステップS11に進む。ステップS11では電池2を冷却する。すなわち、ファン22を作動して、車内の空気を電池2に送風して電池2を冷却し、ステップS12へ進む。
When the battery temperature Tb is not lower than the battery cooling temperature Tbc, that is, when the battery temperature is equal to or higher than the battery cooling temperature Tbc (NO), it is determined that the
ステップS12では、空気温度センサ24の検出結果から電池冷却後の空気温度Tboを取得するとともに、LLC温度センサ36の検出結果から流路31を流れるLLC温度Twhを取得する。そして、これら取得した空気温度TboとLLC温度Twhとを比較する。空気温度TboがLLC温度Twhよりも高い場合(YES)、空気の熱を利用できると判断して、ステップS13に進む。
In step S12, the air temperature Tbo after battery cooling is obtained from the detection result of the
ステップS13では、第1の熱交換器32において、電池冷却後の空気の熱をLLCに熱移動する。すなわち、第1の切替弁37はオンされていないので、図2中、矢印F2で示すように、LLCは第1の熱交換器32に流通している。第1の熱交換器32に流入するLLCは、電池冷却後の空気の熱によって加温されて、第1の熱交換器32から排出される。そして、ステップS20に進む。
In step S13, in the
一方、空気温度TboがLLC温度Twhよりも高くない場合、すなわち、LLC温度Twh以下の場合(NO)、空気の熱は利用できないと判断して、ステップS14に進む。ステップS14では、第1の切替弁37をオンして、図2中、矢印F3で示すように、流路31におけるLLCの流れを第1の分岐流路31aに切り替えて、LLCの第1の熱交換器32への流通を止めて、ステップS20に進む。特に、空気温度TboとLLC温度Twhとの温度差が大きい場合には、LLCの第1の熱交換器32への流通を止めることによって、LLCが電池冷却後の空気によって冷却されることを抑制できる。このため、PCU冷却ユニット30において、PCUの発熱によってLLCの昇温が促進される。
On the other hand, when the air temperature Tbo is not higher than the LLC temperature Twh, that is, when it is equal to or lower than the LLC temperature Twh (NO), it is determined that the heat of the air cannot be used, and the process proceeds to step S14. In step S14, the
次に、ステップS20において、取得済みのLLC温度TwhとLLC冷却温度Twcとを比較する。LLC温度TwhがLLC冷却温度Twcよりも高い場合(YES)、LLCを冷却する必要があると判断してステップS21に進む。ステップS21では、ファン34を作動する。流路31を流れるLLCは、図2中、矢印F4で示すように、第3の熱交換器33に流通し、第3の熱交換器33によって外気と熱交換されて冷却される。その後、ステップS30に進む。
Next, in step S20, the acquired LLC temperature Twh is compared with the LLC cooling temperature Twc. If the LLC temperature Twh is higher than the LLC cooling temperature Twc (YES), it is determined that the LLC needs to be cooled, and the process proceeds to step S21. In step S21, the
また、LLC温度TwhがLLC冷却温度Twcよりも高くない場合、すなわち、LLC冷却温度Twc以下である場合(NO)、LLCは冷却不要であると判断してステップS22に進む。ステップS22では、第2の切替弁38をオンして、図2中、矢印F5で示すように、流路31におけるLLCの流通を第2の分岐流路31bに切り替えて、LLCの第3の熱交換器33への流通を止めて、ステップS30に進む。特に、LLCの第3の熱交換器33への流通を止めることによって、LLCはPCUの熱により昇温が促進される。
If the LLC temperature Twh is not higher than the LLC cooling temperature Twc, that is, if the LLC temperature Twh is equal to or lower than the LLC cooling temperature Twc (NO), it is determined that the LLC does not require cooling, and the process proceeds to step S22. In step S22, the
ステップS30において、ATF温度センサ43の検出結果から、ATF温度Tatfを取得する。そして、この取得したATF温度Tatfと、LLC温度Twhとを比較する。ATF温度TatfがLLC温度Twhよりも低い場合(NO)、ATFをLLCの熱で加温できると判断して、ステップS31に進む。
In step S30, the ATF temperature Tatf is obtained from the detection result of the
ステップS31では、第2の熱交換器50において、LLCの熱をATFに熱移動する。すなわち、第2の熱交換器50に流入するATFは、同じく第2の熱交換器50に流入するLLCの熱によって加温されて、トランスアクスル4に戻される。
In step S31, the heat of the LLC is transferred to the ATF in the
このように、電池2を空気で冷却したときには電池2の冷却後空気は高温となっているので、この高温空気の熱を有効利用する。つまり、電池冷却後の空気の熱がLLCを介してATFに熱移動されて、ATFが加温される。または、PCU冷却ユニット30において、LLCが昇温されて、LLCの熱がATFに熱移動されてATFが加温される。
As described above, when the
一方、ステップS30において、ATF温度Tatfが、LLC温度Twhよりも低くない場合、すなわち、ATF温度TatfがLLC温度Twh以上である場合(YES)、ATFをLLCの熱で加温できないと判断して、ステップS32に進む。ステップS32では、ATF温度Tatfと、制御装置60が記憶しているATF冷却温度Ttcとを比較する。
On the other hand, in step S30, when the ATF temperature Tatf is not lower than the LLC temperature Twh, that is, when the ATF temperature Tatf is equal to or higher than the LLC temperature Twh (YES), it is determined that the ATF cannot be heated by the heat of the LLC. The process proceeds to step S32. In step S32, the ATF temperature Tatf is compared with the ATF cooling temperature Ttc stored in the
ATF温度TatfがATF冷却温度Ttcよりも高い場合(YES)、ATFを冷却する必要があると判断してステップS33に進む。ステップS33では、第2の熱交換器50において、ATFの熱をLLCに熱移動する。すなわち、LLCの温度よりもATFの温度が高いので、ATFの熱がLLCに熱移動することによってATFの温度が下がり、ATFが冷却される。
If the ATF temperature Tatf is higher than the ATF cooling temperature Ttc (YES), it is determined that the ATF needs to be cooled, and the process proceeds to step S33. In step S33, the heat of the ATF is transferred to the LLC in the
ATF温度TatfがATF冷却温度Ttcよりも高くない場合、すなわち、ATF冷却温度Ttc以下の場合(NO)、ATFは冷却不要であると判断してステップS34に進む。ステップS34では、ポンプ35を停止して、ATFの第2の熱交換器50への流入を止める。この場合、流路41においてATFの第2の熱交換器50への流通は停止するが、トランスアクスル4の内部では、ATFによる潤滑及び冷却は継続されている。なお、ATF温度TatfとLLC温度Twhとが同じ温度である場合には、両者間において熱移動は行われないので、ポンプ35を停止せず作動継続してもよい。
If the ATF temperature Tatf is not higher than the ATF cooling temperature Ttc, that is, if the ATF cooling temperature Ttc or less (NO), it is determined that the ATF does not require cooling, and the process proceeds to step S34. In step S34, the
また、上述した制御において作動された各機器に関して、ファン22は、電池温度Tbが電池冷却温度Tbcよりも低くなった時点で停止する。第1の切替弁37は、空気温度TboがLLC温度Twhよりも高くなった時点でオフして、流路31におけるLLCの流れを第1の熱交換器32に切り替える。ファン34は、LLC温度TwhがLLC冷却温度Twcよりも低くなった時点で停止する。第2の切替弁38は、LLC温度TwhがLLC冷却温度Twcよりも高くなった時点でオフして、流路31におけるLLCの流れを第3の熱交換器33に切り替える。
Further, for each device operated in the above-described control, the
以上説明した構成及び制御によって、始動直後においても、電池冷却後の空気の熱がATFに速やかに熱移動するので、ATFの温度を上昇することができる。このとき、電池冷却後の空気の熱を利用するので、電池2の熱を有効活用することができる。
With the configuration and control described above, the heat of the air after battery cooling quickly moves to the ATF even immediately after the start, so that the temperature of the ATF can be increased. At this time, since the heat of the air after the cooling of the battery is used, the heat of the
また、電池冷却後の空気温度が低く、この空気熱の利用が困難である場合でも、第1、2の切替弁37,38によって、第1、3の熱交換器32,33へのLLCの流通を止めて、PCU冷却ユニット30においてLLCの温度を昇温して、このLLCの熱をATFに熱移動することによって、ATFの温度を上昇することができる。
In addition, even when the air temperature after cooling the battery is low and it is difficult to utilize this air heat, the first and
そして、温度上昇したATF、すなわち、粘度が低下したATFがトランスアクスル4の内部の動力分割機構6及び減速機7等に供給されるので、ATFによる動力分割機構6及び減速機7における摩擦抵抗が抑制されて、駆動損失を抑制することができる。この駆動損失の抑制によって燃費向上を図ることも可能になる。 Then, the ATF whose temperature has increased, that is, the ATF whose viscosity has decreased, is supplied to the power split device 6 and the speed reducer 7 inside the transaxle 4, so that the frictional resistance of the power split device 6 and the speed reducer 7 due to the ATF is reduced. As a result, the drive loss can be suppressed. It is also possible to improve fuel efficiency by suppressing the drive loss.
また、ATFが高温になってATFの冷却が必要となった場合、特に、ATF温度がLLC温度よりも高い場合には、ATFの熱を第2の熱交換器50によってLLCに熱移動することによって、ATFを冷却することができる。
When the temperature of the ATF becomes high and the ATF needs to be cooled, particularly when the ATF temperature is higher than the LLC temperature, the heat of the ATF is transferred to the LLC by the
さらに、電池2の電池温度Tbが電池冷却温度Tbcに達するまでは、ファン22を作動しないので、電池2の自己発熱による昇温を促進することができる。
Further, since the
なお、上述の実施形態では、電池2を車室内の空気を用いて冷却していたが、LLC等の液体によって電池2を冷却してもよい。この場合、第1の熱交換器として、ガスケット式プレート熱交換器を使用して、電池冷却ユニット20のLLCとPCU冷却ユニット30のLLCとの間で熱交換を行う。
In the above-described embodiment, the
1 エンジン、2 電池、3 PCU、4 トランスアクスル、5 車輪、6 動力分割機構、7 減速機、10,60 制御装置、20 電池冷却ユニット、21 ケース、21a 吸引口、21b 排気口、22,34 ファン、23 電池温度センサ、24 空気温度センサ、30 PCU冷却ユニット、31,41 流路、31a 第1の分岐流路、31b 第2の分岐流路、32 第1の熱交換器、32a 流入口、32b 微細流路、32c 排出口、33 第3の熱交換器、35,42 ポンプ、36 LLC温度センサ、37 第1の切替弁、38 第2の切替弁、40 T/A冷却ユニット、43 ATF温度センサ、50 第2の熱交換器、51 伝熱プレート、51a,51b,51c,51d 流路孔、52 プレート積層体、53 耐圧フレーム、54,55 ガスケット、100 ハイブリッド自動車、MG1,MG2 モータジェネレータ、Tb 電池温度、Tbc 電池冷却温度、Tbo 空気温度、Tatf ATF温度、Ttc ATF冷却温度、Twh LLC温度、Twc LLC冷却温度。
Reference Signs List 1 engine, 2 batteries, 3 PCU, 4 transaxle, 5 wheels, 6 power split mechanism, 7 reduction gear, 10, 60 control device, 20 battery cooling unit, 21 case, 21a suction port, 21b exhaust port, 22, 34 Fan, 23 battery temperature sensor, 24 air temperature sensor, 30 PCU cooling unit, 31, 41 flow path, 31a first branch flow path, 31b second branch flow path, 32 first heat exchanger, 32a inlet , 32b micro flow path, 32c outlet, 33 third heat exchanger, 35, 42 pump, 36 LLC temperature sensor, 37 first switching valve, 38 second switching valve, 40 T / A cooling unit, 43 ATF temperature sensor, 50 second heat exchanger, 51 heat transfer plate, 51a, 51b, 51c, 51d flow path hole, 52 plate laminate, 53 pressure-resistant frame, 54, 55 gas Tsu DOO, 100 a hybrid vehicle, MG1, MG2 motor generator, Tb battery temperature, Tbc battery cooling temperature, Tbo air temperature, Tatf ATF temperature, Ttc ATF cooling temperature, Twh LLC temperature, Twc LLC cooling temperature.
Claims (5)
前記回転電機に電力を供給する電池を冷却する電池冷却ユニットと、
前記電池と前記回転電機との間の電力を変換するパワーコントロールユニットを冷却するPCU冷却ユニットと、
前記回転電機及び前記ギヤ機構を冷却するT/A冷却ユニットと、
前記電池冷却ユニットの前記電池を冷却した後の第1の冷媒と前記PCU冷却ユニットの第2の冷媒との間で冷媒の熱を移動する第1の熱交換器と、
前記PCU冷却ユニットの第2の冷媒と前記T/A冷却ユニットの第3の冷媒との間で冷媒の熱を移動する第2の熱交換器と、
制御装置と、
を備え、
前記PCU冷却ユニットは、前記PCU冷却ユニットにおける前記第2の冷媒の流路において、前記第1の熱交換器を迂回するバイパス流路と、前記第2の冷媒の流れを前記第1の熱交換器または前記バイパス流路のいずれかに切り替える流路切替弁と、を備え、
前記制御装置は、
前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高い場合には、前記流路切換弁を制御して前記第2の冷媒の流れを前記第1の熱交換器に切り替え、
前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度以下である場合には、前記流路切替弁を制御して前記第2の冷媒の流れを前記バイパス流路に切り替えることを特徴とするハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle having a transaxle that houses a gear mechanism that transmits driving force of an engine to driving wheels and a rotating electric machine,
A battery cooling unit that cools a battery that supplies power to the rotating electric machine,
A PCU cooling unit for cooling the power controller B over Ruyunitto for converting power between said rotating electric machine and the battery,
A T / A cooling unit for cooling the rotating electric machine and the gear mechanism;
A first heat exchanger that transfers heat of the refrigerant between the first refrigerant after cooling the battery of the battery cooling unit and the second refrigerant of the PCU cooling unit;
A second heat exchanger that transfers heat of the refrigerant between a second refrigerant of the PCU cooling unit and a third refrigerant of the T / A cooling unit;
A control device;
Equipped with a,
The PCU cooling unit includes a bypass flow path that bypasses the first heat exchanger in the flow path of the second refrigerant in the PCU cooling unit, and a flow path of the second refrigerant that is subjected to the first heat exchange. And a flow path switching valve for switching to any of the bypass flow paths,
The control device includes:
When the temperature of the first refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant, the flow controller controls the flow path switching valve to switch the flow of the second refrigerant to the first heat exchanger,
When the temperature of the first refrigerant is equal to or lower than the temperature of the second refrigerant, the flow path switching valve is controlled to switch the flow of the second refrigerant to the bypass flow path. Hybrid car.
前記第1の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高く、かつ、前記第2の冷媒の温度が、前記第3の冷媒の温度よりも高い場合、前記第1の冷媒の熱を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を介して前記第3の冷媒に移動することを特徴とするハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the temperature of the first refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant and the temperature of the second refrigerant is higher than the temperature of the third refrigerant, the heat of the first refrigerant Is transferred to the third refrigerant via the first heat exchanger and the second heat exchanger.
前記第1の冷媒の熱の前記第3の冷媒への移動を、前記電池の検出温度が、電池冷却を判断するための電池冷却温度以上である場合に行うことを特徴とするハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 2,
A hybrid vehicle, wherein the transfer of heat of the first refrigerant to the third refrigerant is performed when a detected temperature of the battery is equal to or higher than a battery cooling temperature for determining battery cooling.
前記第3の冷媒の温度が、前記第2の冷媒の温度よりも高い場合、前記第3の冷媒の熱を、前記第2の熱交換器を介して前記第2の冷媒に移動することを特徴とするハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the temperature of the third refrigerant is higher than the temperature of the second refrigerant, transferring the heat of the third refrigerant to the second refrigerant via the second heat exchanger. A hybrid vehicle characterized by:
前記第2の冷媒の温度が、前記第3の冷媒の温度よりも高い場合、
前記第2の冷媒の熱を、前記第2の熱交換器を介して前記第3の冷媒に移動することを特徴とするハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the temperature of the second refrigerant is higher than the temperature of the third refrigerant,
A hybrid vehicle, wherein the heat of the second refrigerant is transferred to the third refrigerant via the second heat exchanger.
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