CN112648065A - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆，其具备：内燃机(2)；电子设备(6)，设置于相对于所述内燃机(2)在第一方向(W)上相邻的位置；以及增压器(9)，设置于相对于所述内燃机(2)在与所述第一方向(W)交叉的第二方向(D)上相邻的位置，并且与所述内燃机(2)连接，所述增压器(9)包括涡轮(56)和压缩机(55)，在所述第一方向(W)上，所述涡轮(56)配置于比所述压缩机(55)远离所述电子设备(6)的位置。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及车辆。

背景技术

以往，针对具备增压器和内燃机的车辆提出了各种方案(日本特开2019-065795号公报)。

发明内容

混合动力车辆具备内燃机、旋转电机、以及PCU(power control unit：功率控制单元)等电子设备。旋转电机作为使驱动轮驱动的电动机发挥作用，或者作为发电机发挥作用。

PCU具备升压转换器和逆变器。PCU与旋转电机电连接，并向旋转电机供给交流电力，或者将从旋转电机供给的交流电力变换为直流电力而向蓄电池供给。

由于在PCU搭载有多个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、二极管等元件，因此PCU等电子设备是容易受到热量的影响的设备。考虑在上述那样的混合动力车辆搭载增压器的情况。另一方面，增压器通常容易成为高温。

因此，在单纯地将增压器搭载于混合动力车辆的情况下，由于来自增压器的热量，电子设备有可能受到热影响。

本发明是鉴于如上所述的课题而提出的，其目的在于提供一种车辆，在具备内燃机、旋转电机以及控制旋转电机的驱动的电子设备等且搭载有增压器的车辆中，抑制了电子设备由于来自增压器的热量而受到热影响的情况。

本发明的车辆具备：内燃机；旋转电机；电子设备，控制所述旋转电机的驱动，并且设置于相对于所述内燃机在第一方向上相邻的位置；以及增压器，设置于相对于内燃机在与第一方向交叉的第二方向上相邻的位置，并且与内燃机连接。上述增压器包括通过从所述内燃机供给的废气而进行驱动的涡轮、以及压缩机。在上述第一方向上，涡轮配置于比压缩机远离电子设备的位置。

在上述车辆中，当增压器驱动时，涡轮的温度容易高于压缩机的温度。另一方面，涡轮配置于比压缩机远离电子设备的位置。因此，抑制了来自涡轮的热量到达电子设备的情况。

车辆还具备进气管，该进气管与压缩机连接，并且向压缩机供给外部空气。上述进气管配置成穿过内燃机与电子设备之间。

在上述车辆中，通过在内燃机与电子设备之间配置进气管，从而在从增压器观察时，电子设备的表面的一部分被进气管覆盖。由此，从涡轮朝向电子设备放射的辐射热的一部分会入射到进气管，能够抑制电子设备的温度变高的情况。另外，由于供给到压缩机的外部空气流过进气管，因此进气管的温度不易变高。因此，即使在电子设备与内燃机之间配置有进气管，进气管给电子设备带来的热影响也较小。

车辆还具备：排气管，与涡轮连接；以及催化剂单元，与排气管连接。上述催化剂单元配置于比压缩机远离电子设备的位置。

根据上述车辆，在催化剂单元也流过废气，从而催化剂单元也成为高温。另一方面，由于催化剂单元比压缩机远离电子设备，因此能够抑制来自催化剂单元的热量到达电子设备的情况。

上述催化剂单元包括第一催化剂部件和第二催化剂部件，第一催化剂部件与第二催化剂部件相比设置于排气管的上游侧，在第一方向上，第一催化剂部件配置于与压缩机相邻的位置。

在上述车辆中，第一催化剂部件的温度比第二催化剂部件的温度高。另一方面，从第一催化剂部件放射的辐射热容易被压缩机遮挡，从而能够抑制来自第一催化剂部件的辐射热到达电子设备的情况。

上述第一方向为车辆宽度方向，第二方向为车辆前后方向，旋转电机设置于相对于内燃机在车辆宽度方向上相邻的位置，电子设备配置在旋转电机的上方并且配置于相对于内燃机在车辆宽度方向上相邻的位置。

本发明的上述目的和其它目的、特征、方面和优点根据结合附图所理解的与本发明相关的如下详细说明将变得明确。

附图说明

图1是表示本实施方式的混合动力车辆的驱动***的结构的图。

图2是表示内燃机2及增压器9的结构的示意图。

图3是从前方侧观察内燃机2等时的立体图。

图4是从后方侧观察内燃机2等时的立体图。

图5是示意性地表示收容箱37的内部的俯视图。

图6是示意性地表示内燃机2、PCU6以及增压器9的侧视图。

图7是表示作为增压器9的变形例的增压器9A的立体图。

图8是示意性地表示实施方式2的车辆1A的结构的俯视图。

具体实施方式

使用图1至图8，对本实施方式1、2的车辆进行说明。对于图1至图8所示的结构中的相同或实质上相同的结构，标注相同的标号并省略重复的说明。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式1的混合动力车辆的驱动***的结构的图。车辆1具备内燃机2、第一旋转电机3、第二旋转电机4、行星齿轮机构5、PCU6、蓄电池7、ECU(electroniccontrol unit：电子控制单元)8和增压器9。

蓄电池7例如是锂离子电池等二次电池。另外，也可以采用电容器等来代替电池7。

第一旋转电机3包括转子10和定子11。定子11形成为环状，转子10以能够旋转的方式设置在定子11内。

第二旋转电机4包括转子12和定子13。定子13形成为环状，转子12以能够旋转的方式设置在定子13内。

行星齿轮机构5是单小齿轮型的行星齿轮机构。行星齿轮机构5包括太阳齿轮15、齿圈16、多个小齿轮17和行星齿轮架18。

在太阳齿轮15连接有形成为中空的转子轴23，转子轴23被固定于第一旋转电机3的转子10。

齿圈16以包围太阳齿轮15的周围的方式形成为环状。多个小齿轮17配置在太阳齿轮15及齿圈16之间，各小齿轮17与太阳齿轮15及齿圈16啮合。

行星齿轮架18与多个小齿轮17连结，并以各小齿轮17能够自转及公转的方式支承各小齿轮17。

在行星齿轮架18连接有内燃机2的输出轴22，输出轴22配置在形成为中空的转子轴23内。另外，转子轴23的中心线和输出轴22的中心线配置在轴线Cnt上。

在齿圈16连结有输出齿轮21，在输出齿轮21啮合有从动齿轮26。从动齿轮26与副轴25连结，在副轴25连结有驱动齿轮27。

在驱动齿轮27啮合有作为最终减速器的差速齿轮28的齿圈29。在差速齿轮28连结有与驱动轮24连结的驱动轴33。

在从动齿轮26啮合有驱动齿轮31，驱动齿轮31安装有转子轴30。转子轴30与第二旋转电机4的转子12连结。

在该行星齿轮机构5中，内燃机2输出的驱动转矩被输入到行星齿轮架18。并且，齿圈16向输出齿轮21输出驱动转矩，太阳齿轮15向转子10施加反作用力。

即，行星齿轮机构5将内燃机2输出的动力分配到第一旋转电机3及输出齿轮21。并且，第一旋转电机3被控制成输出与内燃机2的转速相应的转矩。

第二旋转电机4输出的驱动转矩从驱动齿轮31施加到从动齿轮26。在从动齿轮26施加有来自内燃机2的驱动转矩，在从动齿轮26将来自内燃机2的驱动转矩和来自第二旋转电机4的驱动转矩合成。在从动齿轮26合成的驱动转矩通过驱动轴33等传递到驱动轮24。

PCU6包括第一逆变器40、第二逆变器41和转换器42。转换器42对从蓄电池7供给的直流电力进行升压，并供给到第一逆变器40及第二逆变器41。另外，转换器42对从第一逆变器40或第二逆变器41供给的直流电力进行降压，并供给到蓄电池7。

第一逆变器40将从转换器42供给的直流电力变换为交流电力，并供给到第一旋转电机3。第二逆变器41将从转换器42供给的直流电力变换为交流电力，并供给到第二旋转电机4。第一逆变器40、第二逆变器41以及转换器42均包括多个IGBT、二极管等半导体元件，PCU6是电子设备。ECU8向PCU6中的IGBT等元件发送信号来控制PCU6的驱动。

图2是表示内燃机2及增压器9和其周围的结构的俯视示意图。图3是从车辆1的前方侧观察内燃机2等时的立体图，图4是从车辆1的后方侧观察内燃机2等时的立体图。

如图3及图4所示，内燃机2包括气缸盖34、气缸体35、下罩36。在下罩36的上表面侧配置有气缸体35，在气缸体35的上表面配置有气缸盖34。在气缸体35内形成有多个气缸。在图2所示的例子中，内燃机2包括4个气缸45a、45b、45c、45d。另外，在各汽缸45a、45b、45c、45d内设置有发动机活塞。并且，在下罩36内，各发动机活塞与连杆连接，各连杆与输出轴22连接。

在气缸盖34，在与各气缸45a、45b、45c、45d对应的位置配置有排气门46、进气门47、火花塞48。例如，在汽缸45a设置有两个排气门46、两个进气门47、以及火花塞48。另外，在其他气缸45b、45c、45d中，也与气缸45a同样地设置有排气门等。

并且，在各气缸45a、45b、45c、45d的进气口连接有进气歧管50。

在各气缸45a、45b、45c、45d的排气口连接有排气歧管51。

进气歧管50从车辆1的前方侧与气缸盖34连接，排气歧管51与气缸盖34的后表面连接。

第一旋转电机3、第二旋转电机4、行星齿轮机构5被收容在驱动箱49内。驱动箱49配置于相对于内燃机2在车辆宽度方向W上相邻的位置。

PCU6收容在收容箱37内，并配置在驱动箱49的上方。收容箱37配置于相对于气缸体35及气缸盖34在车辆宽度方向W上相邻的位置。

ECU8设置于相对于PCU6在宽度方向(第一方向)W上相邻的位置，ECU8相对于PCU6配置于与内燃机2相反的一侧。ECU8包括存储器、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等，并包括安装有多个电子元件的基板。因此，ECU8也是容易受到热影响的设备。

增压器9在车辆前后方向(第二方向)D上配置在内燃机2的后方。另外，车辆前后方向D是与车辆宽度方向W正交的方向。在该图2所示的例子中，增压器9配置在气缸盖34的后方。

增压器9包括压缩机55、涡轮56、轴57、压缩机壳体58、涡轮壳体59和轴承壳体60。

压缩机55收容在压缩机壳体58内，涡轮56收容在涡轮壳体59内。轴57设置成连接压缩机55和涡轮56，轴57收容在轴承壳体60内。另外，在轴承壳体60内设置有多个将轴57以能够旋转的方式进行支承的轴承。

在压缩机壳体58连接有进气管61，在进气管61形成有进气口62。在进气管61设有过滤器63。过滤器63配置于比内燃机2靠车辆1的前方侧的位置。

进气管61配置为，从过滤器63朝向车辆1的后方侧延伸，穿过PCU6的收容箱37及内燃机2之间，然后与压缩机壳体58连接。在压缩机壳体58连接有供给管64，供给管64与中间冷却器65连接。中间冷却器65配置在内燃机2的前面侧，供给管64以从压缩机壳体58朝向车辆1的前方延伸的方式形成。中间冷却器65与进气歧管50连接。

在中间冷却器65与进气歧管50的连接部分设有节气门66。

涡轮壳体59与排气歧管51连接，在涡轮壳体59还连接有排气管68。

在排气管68设有催化剂单元70。如图4所示，排气管68包括配管75、配管76、配管77，催化剂单元70包括催化剂部件71及催化剂部件72。

催化剂部件71设置于相对于涡轮壳体59在车辆宽度方向W上相邻的位置，配管75以从涡轮壳体59沿车辆宽度方向W延伸并且远离PCU6的方式形成。并且，配管75与催化剂部件71连接。

配管76与催化剂部件71连接。配管76从催化剂部件71朝向下方延伸，并且配管76以沿车辆宽度方向W延伸且以靠近PCU6的方式延伸的方式形成。

配管76与催化剂部件72连接，在催化剂部件72连接有配管77。配管77以从催化剂部件72朝向车辆1的后方延伸的方式形成。

催化剂部件71及催化剂部件72均配置于在车辆宽度方向W上比压缩机55及压缩机壳体58远离PCU6的位置。

在图2中，在如上述那样构成的车辆1中，当内燃机2驱动时，废气通过排气歧管51流入到涡轮壳体59。当废气流入到涡轮壳体59内时，涡轮56旋转。

当涡轮56旋转时，轴57旋转，并且与轴57连接的压缩机55也旋转。

当压缩机55旋转时，空气从进气口62被吸入。并且，从进气口62吸入的空气通过过滤器63，从而空气内的灰尘等异物被去除。

除去异物后的空气进入到压缩机壳体58内，通过压缩机55的旋转，空气被压缩。在压缩机壳体58内经过压缩的空气在供给管64内通过并进入到中间冷却器65内。供给到中间冷却器65的空气在中间冷却器65内被冷却。由中间冷却器65冷却后的空气通过进气歧管50被供给到气缸45a、45b、45c、45d内。

然后，在各气缸45a、45b、45c、45d内燃料与所供给的空气一起燃烧，成为高温的废气从排气歧管51排出。然后，废气进入到涡轮壳体59内。

这样，增压器9利用来自内燃机2的废气来向内燃机2供给压缩空气。

涡轮56的外表面和涡轮壳体59的内表面暴露于来自内燃机2的高温的废气，因此涡轮56和涡轮壳体59成为高温。并且，高温的废气依次通过催化剂部件71和催化剂部件72。

压缩机壳体58的内表面、压缩机55暴露于从外部吸入的空气。由于外部空气温度低于废气温度，因此涡轮56和涡轮壳体59的温度高于压缩机壳体58和压缩机55的温度。

在此，涡轮56和涡轮壳体59配置于比压缩机55和压缩机壳体58远离PCU6的容收箱37的位置。因此，抑制了来自涡轮56及涡轮壳体59的热量到达PCU6的收容箱37的情况。

涡轮56和涡轮壳体59相对于压缩机55和压缩机壳体58配置于与PCU6相反的一侧。因此，从涡轮56及涡轮壳体59放射的辐射热容易被压缩机壳体58遮挡，从而抑制了来自涡轮56及涡轮壳体59的辐射热到达收容箱37的情况。

由于高温的废气也流过催化剂部件71、72，因此催化剂部件71、72也成为高温。在此，由于催化剂部件71、72均配置于比压缩机55及压缩机壳体58远离PCU6的位置，因此能够抑制催化剂部件71、72的热量到达PCU6的情况。

由于催化剂部件71配置于比催化剂部件72靠废气的流通方向的上游侧的位置，因此催化剂部件71比催化剂部件72更容易成为高温。另一方面，催化剂部件71设置于相对于增压器9在车辆宽度方向W上相邻的位置，从而来自催化剂部件71的辐射热容易被增压器9遮挡。

进气管61与压缩机壳体58连接，而且，进气管61配置成穿过收容箱37与内燃机2之间的间隙。因此，收容箱37的侧面的一部分被进气管61覆盖，从而抑制了来自涡轮壳体59的辐射热到达收容箱37的情况。

由于进气管61覆盖收容箱37的侧面的一部分，因此也抑制了来自内燃机2的热量到达收容箱37的情况。另外，在进气管61内通过温度相对较低的外部空气，并且进气管61覆盖收容箱37的侧面的一部分，由此，几乎不会给收容箱37带来热影响。

图5是示意性地表示收容箱37的内部的俯视图。第一逆变器40及第二逆变器41所包含的IGBT等有源元件的数量比转换器42所包含的IGBT等有源元件的数量多。而且，第一逆变器40及第二逆变器41所包含的二极管的数量也比转换器42所包含的二极管的数量多。因此，第一逆变器40及第二逆变器41与比转换器42相比，由热量带来的影响较大。

在收容箱37内收容有第一逆变器40及第二逆变器41、转换器42。在收容箱37内，第一逆变器40及第二逆变器41设置于比转换器42远离增压器9的位置。

因此，能够抑制来自增压器9的热量到达第一逆变器40及第二逆变器41的情况。

图6是示意性地表示内燃机2、PCU6以及增压器9的侧视图。如图6所示，在上下方向上，PCU6位于比增压器9靠下方的位置。位于增压器9的周围的空气在增压器9的热量的作用下容易向上方移动。另一方面，由于PCU6位于比增压器9靠下方的位置，因此抑制了PCU6被由增压器9的热量加热的空气加热的情况。

图2等所示的ECU8相对于PCU6设置于与内燃机2相反的一侧。因此，来自增压器9的辐射热容易被PCU6遮挡，从而能够抑制来自增压器9的辐射热到达ECU8的情况。

另外，ECU8与增压器9之间的距离比PCU6与增压器9之间的距离长。因此，抑制了来自增压器9的辐射热、被增压器9加热的空气到达ECU8的情况。

图7是表示作为增压器9的变形例的增压器9A的立体图。增压器9A的涡轮壳体59包括周面79和端面78A、78B。在端面78A连接有轴承壳体60，端面78B是位于与端面78A相反的一侧的端面。

在增压器9A中，具备覆盖涡轮壳体59的罩80。罩80包括顶板81、后板82和侧壁83。顶板81配置在涡轮壳体59的上方。后板82配置于比增压器9靠车辆1的后方侧的位置，并以从顶板81的后缘部朝向下方延伸的方式形成。侧壁83设置成覆盖端面78A的一部分，并与顶板81及后板82连接。

罩80将从形成于车辆1的前表面的前格栅进入到发动机舱内的空气引导到增压器9A的涡轮壳体59。并且，后板82和侧壁83将冷却涡轮壳体59后的空气引导到下方。

在此，侧壁83抑制冷却涡轮壳体59而成为高温的空气流向PCU6侧的情况。

而且，侧壁83能够抑制从端面78A放射的辐射热放射到外部的情况，由此能够抑制从端面78A放射出的辐射热到达PCU6的情况。

(实施方式2)

使用图8对本实施方式2的车辆1A进行说明。图8是示意性地表示实施方式2的车辆1A的结构的俯视图。在该车辆1A中，增压器9B在车辆前后方向D上设于内燃机2的前方。

增压器9B也包括压缩机55、涡轮56、轴57、压缩机壳体58、涡轮壳体59和轴承壳体60。

在增压器9B中，涡轮56和涡轮壳体59也配置于比压缩机55和压缩机壳体58远离PCU6的位置。因此，在车辆1A中，也能够抑制来自涡轮56及涡轮壳体59的热量到达PCU6的情况。

过滤器63配置于比增压器9B靠车辆1A的前方侧的位置，进气管61连接过滤器63及压缩机壳体58。中间冷却器65配置于内燃机2的上表面，供给管64连接中间冷却器65及压缩机壳体58。另外，中间冷却器65与进气歧管50连接。

在涡轮壳体59连接有排气管52，排气管52与排气歧管51连接。在涡轮壳体59连接有排气管68。

在排气管68连接有催化剂部件71和催化剂部件72。排气管68包括配管90、配管91、配管92。配管90与涡轮壳体59连接，并从涡轮壳体59沿车辆宽度方向W延伸且与催化剂部件71连接。配管91以从催化剂部件71朝向下方延伸的方式形成，并与催化剂部件72连接。

配管92与催化剂部件72连接，并以从催化剂部件72朝向车辆1A的后方延伸的方式形成。

在以此种方式构成的车辆1A中，由于容易成为高温的催化剂部件71也相对于增压器9配置在与PCU6相反的一侧，因此抑制了来自催化剂部件71的辐射热到达PCU6的情况。

虽然对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性的。本发明的范围由要求保护的范围表示，并且意在包括与要求保护的范围等同的含义和范围内的所有改变。

Claims (5)

1.一种车辆，具备：

内燃机；

旋转电机；

电子设备，控制所述旋转电机的驱动，并且设置于相对于所述内燃机在第一方向上相邻的位置；

增压器，设置于相对于所述内燃机在与所述第一方向交叉的第二方向上相邻的位置，并且与所述内燃机连接，

所述增压器包括通过从所述内燃机供给的废气而进行驱动的涡轮、以及压缩机，

在所述第一方向上，所述涡轮配置于比所述压缩机远离所述电子设备的位置。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述车辆还具备进气管，该进气管与所述压缩机连接，并且向所述压缩机供给外部空气，

所述进气管配置成穿过所述内燃机与所述电子设备之间。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，

所述车辆还具备：

排气管，与所述涡轮连接；以及

催化剂单元，与所述排气管连接，

所述催化剂单元配置于比所述压缩机远离所述电子设备的位置。

4.根据权利要求3所述的车辆，其中，

所述催化剂单元包括第一催化剂部件和第二催化剂部件，

所述第一催化剂部件与所述第二催化剂部件相比设置于所述排气管的上游侧，

在所述第一方向上，所述第一催化剂部件配置于与所述压缩机相邻的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，

所述第一方向为车辆宽度方向，所述第二方向为车辆前后方向，

所述旋转电机设置于相对于所述内燃机在所述车辆宽度方向上相邻的位置，

所述电子设备配置在所述旋转电机的上方，并且配置于相对于所述内燃机在所述车辆宽度方向上相邻的位置。

Images