车辆用冷却装置的制作方法

1.本发明涉及一种车辆用冷却装置，尤其涉及一种具备发动机的冷却水流路、电机驱动装置的冷却水流路以及对变速机内进行润滑的油的油流路的车辆用冷却装置。


背景技术：

2.以往，具备供用于冷却作为车辆的动力源的发动机的冷却水流动的流路、供冷却作为动力源的电动机及其高电压部件等电机驱动装置的冷却水流动的流路以及供用于润滑变速机内的油流动的流路的回路是公知的，其中，由冷却电机驱动装置的冷却水与润滑变速机内的油进行热交换。
3.例如，在专利文献1中，公开了在润滑环形变速机自身的第一油与电机驱动装置用的冷却水之间进行热交换的技术。另外，在专利文献1的技术中，将设置在环形变速机的动力传递路径的下游侧的动力传递机构(齿轮)用与第一油不同的第二油润滑，从电机驱动装置用的冷却水或发动机用的冷却水中选择高温的一方的冷却水，从而与该第二油热交换。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2015
‑
001301号公报
7.发明要解决的课题
8.在此，为了提高车辆的燃油效率，考虑使变速机中的驱动阻力降低。因此，尤其是在有级变速机中，作为变速机内的润滑油的变速机油的粘度优选较低的，使变速机油的温度提高是有效的。另一方面，若变速机油的温度过度上升，则可能产生变速机内的齿轮等部件的润滑不良，需要抑制过度的温度上升。
9.在此，在专利文献1的技术中，对变速机的变速机构进行润滑的油仅与温度比发动机冷却水低的电机驱动装置用的冷却水进行热交换，使油温度为低温从而维持高粘度，但提高驱动阻力。
10.另外，在专利文献1的技术中，在用能够个别地进行温度管理的油分别润滑变速机的变速机构和其下游的动力传递机构的基础上，对于动力传递机构，在一个热交换器(制冷剂切换机构)中，将电机驱动装置用的冷却水和发动机用的冷却水中高温的一方的冷却水用于热交换，以实现该动力传递机构的搅拌阻力的降低、驱动负载的降低。
11.然而，在专利文献1的技术中，关于变速机的变速机构的热交换是将第一油的温度抑制得较低，另一方面，关于动力传递机构的热交换，虽然能够使第二油的温度为高温，但不是抑制过度的温度上升的技术，存在可能产生动力传递机构的部件的润滑不良的问题。


技术实现要素：

12.因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种车辆用冷却装置，该车辆用冷却装置能够使变速机油提前升温而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升而抑制变速机内的润滑不良。
13.用于解决课题的技术手段
14.为了达到上述目的，本发明具备：第一冷却水流路，该第一冷却水流路供对发动机进行冷却的第一冷却水流动；第二冷却水流路，该第二冷却水流路供对电机驱动装置进行冷却的第二冷却水流动；以及油流路，该油流路供对变速机内进行润滑的油流动，在油流路设有第一热交换器、第二热交换器以及油流量调整装置，该第一热交换器在第一冷却水流路的冷却水与油流路的油之间进行热交换，该第二热交换器在第二冷却水流路的冷却水与油流路的油之间进行热交换，该油流量调整装置能够对在第一热交换器流通的油流量与在第二热交换器流通的油流量进行调整。
15.根据这样构成的本发明，在油流路设有：第一热交换器，该第一热交换器在第一冷却水流路的冷却水与油流路的油之间进行热交换；第二热交换器，该第二热交换器在第二冷却水流路的冷却水与油流路的油之间进行热交换；油流量调整装置，该油流量调整装置能够对在第一热交换器流通的油流量与在第二热交换器流通的油流量进行调整，因此在第一热交换器中，能够通过从发动机受到受热的高温的第一冷却水而使变速机油提前升温，并且，在第二热交换器中，能够使升温后的变速机油通过接受了由产生热量比发动机低的电机驱动装置受热的比较低温的第二冷却水冷却，或者降低升温程度。因此，通过油流量调整装置，根据变速机油的温度的上升程度，调整在第一热交换器流通的油流量和在第二热交换器流通的油流量，由此能够使变速机油提前升温从而降低变速机的驱动阻力，并且能够抑制油的过度的温度上升，从而抑制变速机内的润滑不良。
16.另外，在本发明中，优选的是，还具备：第一散热器，该第一散热器设置在第一冷却水流路，用于冷却第一冷却水；以及第二散热器，该第二散热器与第一散热器独立地设置在第二冷却水流路，用于冷却第二冷却水。
17.根据这样构成的本发明，在第一冷却水流路和第二冷却水流路互相独立地设有散热器，因此能够在第一冷却水与第二冷却水之间难以受到彼此的热的影响。由此，能够更有效地使变速机油提前升温从而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升从而抑制变速机内的润滑不良。
18.另外，在本发明中，优选的是，油流量调整装置构成为：当油的温度为规定温度以下时，使在第一热交换器流通的油流量比在第二热交换器流通的油流量大，并且，使在第二热交换器流通的油流量在油的温度超过规定温度时比在油的温度为规定温度以下时大。
19.根据这样构成的本发明，通过油流量调整装置(例如螺线管式阀)，能够更有效地使变速机油提前升温从而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升从而抑制变速机内的润滑不良。
20.另外，在本发明中，优选的是，油流量调整装置构成为：当油的温度为规定温度以下时，使油仅在第一热交换器流通，当油的温度超过规定温度时，使油在第一热交换器和第二热交换器的双方流通。
21.根据这样构成的本发明，通过油流量调整装置(例如恒温器那样的双通阀)，当油的温度为规定温度以下的低温时，油仅在与温度比较高的第一冷却水热交换的第一热交换器流通，当油温度为超过规定温度的高温时，油被切换为在温度比较低的第二热交换器流通，因此能够更有效地使变速机油提前升温从而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升从而抑制变速机内的润滑不良。
22.另外，在本发明中，优选的是，变速机是有级变速机。
23.根据这样构成的本发明，能够更有效地使变速机油提前升温从而降低驱动阻力，并且抑制过度的温度上升，从而抑制变速机内的润滑不良。
24.发明效果
25.根据本发明的车辆用冷却装置，能够使变速机油提前升温从而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升从而抑制变速机内的润滑不良。
附图说明
26.图1是表示应用本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的车辆的动力源和动力传递装置的概略结构的俯视图。
27.图2是表示本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的冷却水和油的热交换用回路的概略结构的示意图。
28.图3是表示本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的油流量调整装置对油流量的调整的概念的一例的折线图。
29.图4是表示应用本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的车辆的动力源和动力传递装置的概略结构的俯视图。
30.图5是表示本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的冷却水和油的热交换用回路的概略结构的示意图。
31.图6是表示本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的油流量调整装置对油流量的调整的概念的一例的折线图。
32.符号说明
33.1、100 车辆用冷却装置
34.2、102 动力传递系统
35.4 发动机
36.6 电机(电机驱动装置)
37.8 变速机
38.10 增压器
39.12 中间冷却器
40.14 egr装置
41.16 dcdc变换器(高电压部件、电机驱动装置)
42.18 逆变器(高电压部件、电机驱动装置)
43.20 发动机冷却水用散热器(第一散热器)
44.22 电机驱动装置用散热器(第二散热器)
45.24 第一热交换器
46.26 第二热交换器
47.30 发动机用冷却水流路(第一冷却水流路)
48.30a 发动机用冷却水流路的第一流路
49.30b 发动机用冷却水流路的第二流路
50.32 电机驱动装置用冷却水流路(第二冷却水流路)
51.32a 电机驱动装置用冷却水流路的第一流路
52.32b 电机驱动装置用冷却水流路的第二流路
53.34 变速机用油流路
54.34a 变速机用油流路的第一流路
55.34b 变速机用油流路的第二流路
56.48 流量调整阀/冷却液螺线管式阀
57.50 油温度传感器
58.52 螺线管式阀装置(油流量调整装置)
59.54 双通阀(油流量调整装置)
具体实施方式
60.以下，参照附图对本发明的实施方式的车辆用冷却装置进行说明。
61.首先，参照图1说明应用本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的车辆的动力传递系统的概略结构。图1是表示应用本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的车辆的动力源和动力传递装置的概略结构的俯视图。
62.如图1所示，应用本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置1的车辆的动力传递系统2具备：作为动力源的发动机4和电机6、以及作为动力传递装置的变速机(变速器)8。在本实施方式中，发动机4是六气缸的纵置多气缸发动机，但也可以是四气缸等其他气缸数量的发动机。
63.本实施方式的车辆是在发动机4与变速机8间设有电机6的后轮驱动车(fr)，变速机8是设置在电机6的车辆后方侧的纵置变速器。发动机4和/或电机6的动力在变速机8被传递，经由驱动轴、差速器装置(未图示)等将动力传递到后轮(未图示)。变速机8是自动变速机，但也可以是手动变速机。另外，作为变形例，本发明的实施方式的车辆用冷却装置1也能够应用于具有未图示的横置的发动机、横置的变速器的动力传递系统的前轮驱动车。
64.接着，如图1所示，本实施方式的动力传递系统2的发动机4具备增压器(涡轮增压器)10、用于冷却包含进气(新气)和egr气体的进气气体的中间冷却器12、以及使废气在进气侧循环的egr装置14。在本实施方式中，增压器10是利用了排气压的涡轮增压器，但也可以是电动涡轮增压器、机械式增压器。
65.另外，作为用于使电机6工作的高电压部件的dcdc变换器(电压变换器/变压器)16和逆变器18与本实施方式的动力传递系统2的电机6连接，由电机6和高电压部件16、18构成电机驱动装置。
66.在发动机4和电机6的车辆前方侧设置有高温冷却水用空冷散热器(ht rad(ht散热器))(以下，称为第一散热器)20和低温冷却水用空冷散热器(lt rad(lt散热器))(以下，称为第二散热器)22，该第一散热器20用行驶风冷却在发动机4流通并对发动机4进行冷却的冷却水，该第二散热器22设置在该第一散热器20的车辆前方侧，并用行驶风冷却分别在dcdc变换器16、逆变器18及电机6、和中间冷却器12流通而对它们进行冷却的冷却水。各散热器20、22是在行驶风与冷却水之间进行热交换的热交换器。
67.另外，如图1所示，分别在发动机4安装有在后述的发动机冷却水与变速机油之间进行热交换的第一热交换器24(atf/wc(automatic transmission fluid/warmer
‑
cooler))，在电机6安装有在后述的电机驱动装置冷却水与变速机油之间进行热交换的第二热交换器(atf/wc(automatic transmission fluid/warmer
‑
cooler))26。
68.接着，根据图2和图3，说明包含本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的冷却水流路、油流路以及热交换器的冷却水与油的热交换用回路的概略结构。图2是表示本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的冷却水和油的热交换用回路的概略结构的示意图，图3是表示本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置的油流量调整装置对油流量的调整的概念的一例的折线图。
69.首先，如图2所示，本发明的第一实施方式的车辆用冷却装置1主要具备发动机用冷却水流路(以下，称为第一冷却水流路)30、电机驱动装置用冷却水流路(以下，称为第二冷却水流路)32以及变速机用油流路(以下，称为油流路)34这三个流路/回路。
70.第一冷却水流路30是供分别在发动机(engine)4和对发动机4内的发动机油进行冷却的油冷却器(oc)28流通并对它们进行冷却的冷却水流动的流路。
71.第二冷却水流路32是供分别在dcdc变换器(dcdc)16、逆变器(inv)18及电机(motor)6、和中间冷却器(i/c)12流通并对它们进行冷却的冷却水流动的流路。
72.油流路34是供对变速机(tm)8内进行润滑的变速机用油流动的流路。
73.对第一冷却水流路30进行更详细的说明。
74.在第一冷却水流路30设有用于使在第一冷却水流路30内的冷却水循环的水泵(w/p)40。
75.第一冷却水流路30具有分支的两个流路。首先，第一冷却水流路30具有第一流路30a，该第一流路30a以水泵40、发动机4、第一散热器20、作为冷却水的温度调节器的恒温器(t/s)42的顺序使冷却水流通。恒温器42是当在发动机4流通的冷却水必须由散热器20冷却的高温的情况下打开，以使得冷却水在散热器20流通的阀。
76.第一冷却水流路30还具有第二流路30b，该第二流路30b以水泵40、第一热交换器24、油冷却器28、发动机4的顺序使冷却水流通。第一热交换器24是在流经第二流路30b的冷却水与流经油流路34的油(变速机油)之间进行热交换的装置。
77.接着，对于第二冷却水流路32进行更详细的说明。
78.在第二冷却水流路32设有用于使在第二冷却水流路32内的冷却水循环的水泵(ew/p)46。
79.第二冷却水流路32具有分支的两个流路。首先，第二冷却水流路32具有第一流路32a，该第一流路32a以水泵46、dcdc变换器16、逆变器18、第二热交换器26、电机6的顺序使冷却水流通。第二热交换器26是在流经第一流路32a的冷却水与流经油流路34的油之间进行热交换的装置。
80.第二冷却水流路32还具有第二流路32b，该第二流路32b从第一流路32a分支，以对冷却水的流量进行调整的流量调整阀/冷却液螺线管式阀(csv(coolant solenoid valve))48、中间冷却器12的顺序使冷却水流通，并在电机6的下游侧与第一流路32a合流。
81.接着，对油流路34进行更详细的说明。
82.在变速机8设有使油在变速机8内和油流路34内循环的油泵(未图示)。未图示的油泵是向变速机8内的动力传递用部件(齿轮、离合器等)供给作为润滑油/工作油的变速机油的公知的油泵。
83.油流路34具有分支的两个流路。首先，油流路34具有在变速机8与第一热交换器24之间循环的第一流路34a。该第一流路34a是绕过第二热交换器26的流路。
84.油流路34还具有第二流路34b，该第二流路34b从第一流路34a在分支部34c分支，使流过变速机8和第一热交换器24的油向第二热交换器26循环，并从该第二热交换器26向变速机8循环。
85.另外，在油流路34设有检测油的温度的油温度传感器(sn)50。该油温度传感器50只要能够检测油自身的温度，不论设置在油流路34内的哪个位置都可以。
86.另外，在油流路34的第二流路34b设有对流向第二热交换器26的油的流量进行调整的螺线管式阀装置(sv)52。该螺线管式阀装置52是电磁式螺线管式阀，能够通过通断控制来改变负载比，从而调整阀的开度。
87.在本实施方式中，以如下的方式构成螺线管式阀装置52：根据通过油温度传感器50检测出的油温度调整螺线管式阀装置52的阀的开度，从而能够调整在第一热交换器24流通的油流量(第一油流量)和在第二热交换器26流通的油流量(第二油流量)。
88.例如，如图3中的流量的调整概念的一例所示，通过螺线管式阀装置52，当油温度为规定温度a(例如80℃)以下时，能够使第一油流量比第二油流量大。另外，能够使超过规定温度a时的第二油流量比在规定温度a以下时的第二油流量大。另外，在该图3所示的例中，被调整为第一油流量比规定的流量b大，第二油流量比其规定的流量b小。
89.规定温度a被设定为使油提前升温从而降低变速机8的驱动阻力，并且能够抑制过度的油温度的上升的温度。
90.接着，根据图4至图6，对本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置进行说明。图4是表示应用本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的车辆的动力源和动力传递装置的概略结构的俯视图，图5是表示本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的冷却水和油的热交换用回路的概略结构的示意图，图6是表示本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置的油流量调整装置对油流量的调整的概念的一例的折线图。
91.以下，主要说明与第一实施方式不同的结构。对于第二实施方式的各结构，除了配置关系的不同之外，对相同结构标注相同的符号。
92.首先，如图4所示，应用本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置100的车辆的动力传递系统102与上述的第一实施方式相同地，具备：作为动力源的发动机4和电机6、变速机8、增压器10、中间冷却器12、egr装置14、dcdc变换器16、逆变器18、高温冷却水用空冷散热器(第一散热器)20、低温冷却水用空冷散热器(第二散热器)22、第一热交换器24以及第二热交换器26。
93.如图4所示，在该第二实施方式中，电机未配置在发动机4与变速机8之间，而在车宽方向上与发动机4并列地配置。在该第二实施方式中，设有动力传递带5，该动力传递带5将设于电机的输出轴6a的电机带轮6b和设于发动机4的曲轴4a的曲轴带轮4b连接，电机6的驱动力经由该动力传递带5向发动机4的曲轴4a传递。在变速机8中，发动机4和/或电机6的动力向变速机8传递。
94.接着，如图5所示，本发明的第二实施方式的车辆用冷却装置100与上述的第一实施方式相同地，主要具备三个流路/回路：供分别在发动机4和油冷却器28流通并对它们进行冷却的冷却水流动的发动机用冷却水流路(第一冷却水流路)30、供分别在dcdc变换器
16、逆变器18及电机6、和中间冷却器12流通并对它们进行冷却的冷却水流动的电机驱动装置用冷却水流路(第二冷却水流路)32、以及供对变速机8内进行润滑的变速机用油流动的变速机用油流路(油流路)34。
95.第一冷却水流路30与上述的第一实施方式相同地构成。即，在第一冷却水流路30设有水泵40，第一冷却水流路30具有分支的两个流路。第一冷却水流路30的第一流路30a是以水泵40、发动机4、第一散热器20、恒温器42的顺序使冷却水流通的流路，第一冷却水流路30的第二流路30b是以水泵40、第一热交换器24、油冷却器28、发动机4的顺序使冷却水流通的流路。
96.第二冷却水流路32与上述的第一实施方式相同地构成。即，在第二冷却水流路32设有水泵46，第二冷却水流路32具有分支的两个流路。第二冷却水流路32的第一流路32a是以水泵46、dcdc变换器16、逆变器18、第二热交换器26、电机6的顺序使冷却水流通的流路，第二流路32b是从第一流路32a分支，以对冷却水的流量进行调整的流量调整阀48、中间冷却器12的顺序使冷却水流通，并在电机6的下游侧与第一流路32a合流的流路。
97.第二实施方式的油流路34与上述的第一实施方式相同地具有第一流路34a和第二流路34b，该第一流路34a通过在该变速机8设置的未图示的油泵而在变速机8与第一热交换器24之间循环，该第二流路34b从该第一流路34a分支，使流过变速机8和第一热交换器24的油向第二热交换器26循环。
98.在第二实施方式的油流路34中，代替第一实施方式的螺线管式阀装置52而设有双通阀(2way
‑
v)54。
99.更具体地，在油流路34中，在第二流路34b从第一流路34a分支的分支部34c还设有双通阀(2way
‑
v)54，该双通阀54用于使在第一流路34a流动的油与在第二流路34b流动的油完全地分开。该第二实施方式的双通阀54是所谓的恒温器，并构成为根据油流路34的油温度而开闭，从而能够调整在第一热交换器24流通的油流量(第一油流量)和在第二热交换器26流通的油流量(第二油流量)。
100.例如，如图6中的流量的调整概念的一例所示，当油温度为规定温度c(例如80℃)以下时，双通阀54关闭以使得油仅向第一热交换器24流通，另一方面，当油温度超过规定温度c时，双通阀54打开以使得油向第一热交换器24和第二热交换器26双方流通。规定温度c被设定为使油提前升温从而降低变速机8的驱动阻力，并且能够抑制过度的油温度的上升的温度。
101.另外，可以将该第二实施方式的车辆的动力传递系统102作为上述第一实施方式的车辆的动力传递系统2，在该动力传递系统2中，如上所述地，作为包含双通阀54的第二实施方式的回路。相同地，可以将上述的第一实施方式的车辆的动力传递系统2作为第二实施方式的车辆的动力传递系统102，在该动力传递系统102中，如上所述地，构成为包含螺线管式阀装置52的第一实施方式的回路。
102.接着，说明本发明的实施方式的车辆用冷却装置的主要作用效果。
103.首先，在本发明的第一实施方式和第二实施方式的车辆用冷却装置1、100中，在油流路34设有：第一热交换器24，该第一热交换器24在第一冷却水流路30的冷却水与油流路34的油之间进行热交换；第二热交换器26；该第二热交换器26在第二冷却水流路32的冷却水与油流路34的油之间进行热交换；以及油流量调整装置52、54(螺线管式阀、双通阀)，该
油流量调整装置52、54能够对在第一热交换器24流通的油流量与在第二热交换器26流通的油流量进行调整。
104.根据这样的结构，在第一热交换器24中，能够通过从发动机4受到受热的高温的第一冷却水而使变速机8的油提前升温，并且，在第二热交换器26中，能够使升温后的变速机8的油通过比较低温的第二冷却水冷却或者降低升温程度，该第二冷却水接受了由产生热量比发动机4低的电机驱动装置6、16、18受热。因此，通过油流量调整装置52、54，根据变速机8油的温度的上升程度，调整在第一热交换器24流通的油流量和在第二热交换器26流通的油流量，由此能够使变速机8的油提前升温从而降低变速机8的驱动阻力，并且能够抑制油的过度的温度上升，从而抑制变速机8内的润滑不良。
105.另外，根据第一和第二实施方式，在第一冷却水流路30和第二冷却水流路32互相独立地设有散热器20、22，因此能够使第一冷却水与第二冷却水之间难以受到彼此的热的影响。由此，能够更有效地使变速机8的油提前升温从而降低变速机8的驱动阻力，并且能够抑制油的过度的温度上升，从而抑制变速机8内的润滑不良。
106.另外，根据第一实施方式，作为油流量调整装置的螺线管式阀装置52构成为，在变速机8的油的温度为规定温度(例如图3所示的温度a)以下时，使在第一热交换器24流通的油流量比在第二热交换器26流通的油流量大，因此通过油流量调整装置52，能够更有效地使变速机8的油提前升温从而降低驱动阻力。
107.另外，根据第一实施方式，作为油流量调整装置的螺线管式阀装置52构成为，使在第二热交换器24流通的油流量在变速机8的油的温度超过规定温度(例如图3所示的温度a)时比在该规定温度以下时大，因此通过油流量调整装置52，能够更有效地抑制变速机8的油的过度的温度上升，从而抑制变速机8内的润滑不良。
108.另外，根据第二实施方式，通过作为油流量调整装置的双通阀54，当变速机8的油温度为规定温度(例如图6所示的温度c)以下的低温时，油仅在与温度比较高的第一冷却水进行热交换的第一热交换器24流通，在油温度为超过该规定温度的高温时，油被切换为在温度比较低的第二热交换器26流通，因此能够更有效地使变速机8的油提前升温从而降低驱动阻力，并且能够抑制过度的温度上升，从而抑制变速机8内的润滑不良。
109.另外，在第一和第二实施方式中，变速机8是有级变速机，因此通过第一和第二实施方式的车辆用冷却装置1、100，能够有效地使变速机8的油提前升温从而降低驱动阻力，并且抑制过度的温度上升，从而抑制变速机8内的润滑不良。