(57)【要約】【課題】二段式過給システムが装備されたハイブリッド車両であって、従来よりも排ガスを良化し、かつ及び燃費を向上することができるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ＨＥＶのハイブリッドシステム８における電動発電機５及びインバータ６を冷却する水冷回路１７に、順に直列に接続された低圧段ターボチャージャー１８及び高圧段ターボチャージャー１９からなる二段式過給システム２０における低圧段コンプレッサー２１と高圧段コンプレッサー２２との間の吸気通路２３に設置されたターボ間クーラー２４を組み入れて、水冷回路１７を流れる冷却水１６により吸入空気３０の中間冷却を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーからインバータを通じて供給される電力で駆動する電動発電機の駆動力で代替可能であって、前記インバータ及び電動発電機を冷却する水冷回路を有するハイブリッドシステムと、前記エンジンに接続する低圧段過給器及び高圧段過給器からなる二段式過給システムと、前記２台の過給器のコンプレッサー間に設置され、前記低圧段過給器を通過後の吸引空気を冷却するクーラーとを備えたハイブリッド車両において、
前記水冷回路に前記クーラーを組み入れたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記低圧段過給器のタービンの下流に排ガス浄化装置を接続するとともに、前記排ガス浄化装置の下流から該低圧段過給器のコンプレッサーの上流へ接続する低圧ＥＧＲ通路と、前記高圧段過給器のタービンの上流から該高圧段過給器のコンプレッサーの下流へ接続する高圧ＥＧＲ通路とを設けた請求項１に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、従来よりも排ガスを良化し、かつ及び燃費を向上することができる、二段式過給システムが装備されたハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの排ガスに含まれるＮＯｘやＰＭを低減し、かつ燃費を向上することを目的として、エンジンに複数の過給器を接続する多段過給システムが採用されている。例えば、大容量の低圧段過給器と小容量の高圧段過給器とを直列に連結して構成される二段式過給システムでは、エンジンの低速低負荷運転状態では高圧段過給器で立ち上がりの早い過給を行う一方で、高速高負荷運転状態では低圧段過給器で大流量の過給を行うようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このように、二段式過給システムでは、エンジンの各運転状態において２台の過給器をそれぞれ最適な効率で運用することで、排ガスを良化し、かつ燃費を向上させている。なお、二段式過給システムにＥＧＲシステムを組み合わせることで、排ガス中のＮＯｘの更なる低減を図るケースもある。
【０００４】
この二段式過給システムにおいては、エンジンへの過給量を増加させるためには、低圧段過給器で圧縮されて高温になった吸入空気を中間冷却してから、高圧段過給器に供給することが望ましい。そのため、エンジン冷却水を冷却源とするクーラーを、２台の過給器のコンプレッサー間に設置しているが、一般にエンジン冷却水は高温（例えば、約８０℃）であるため、吸入空気の中間冷却には限界があるという問題がある。この問題点は、二段式過給システムを、ハイブリッド車両に適用する際にも同様に発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、二段式過給システムが装備されたハイブリッド車両であって、従来よりも排ガスを良化し、かつ及び燃費を向上することができるハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーからインバータを通じて供給される電力で駆動する電動発電機の駆動力で代替可能であって、前記インバータ及び電動発電機を冷却する水冷回路を有するハイブリッドシステムと、前記エンジンに接続する低圧段過給器及び高圧段過給器からなる二段式過給システムと、前記２台の過給器のコンプレッサー間に設置され、前記低圧段過給器を通過後の吸引空気を冷却するクーラーとを備えたハイブリッド車両において、前記水冷回路に前記クーラーを組み入れたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両によれば、二段式過給システムにおける吸入空気の中間冷却を、エンジン冷却水よりも低温であるハイブリッドシステムにおける電動発電機及びインバータの冷却水を用いて行うようにしたので、圧縮空気の温度がより低下してエンジンへの過給量が増加するため、従来よりも排ガスを良化し、かつ及び燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。
【００１１】
このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、大型車両であるトラックであり、左右一対の駆動輪１、１に駆動力を伝達する出力軸２に、変速機３を介して連結するディーゼルエンジン４及び電動発電機５と、その電動発電機５にインバータ６を通じて電気的に接続するバッテリー７とを有するハイブリッドシステム８を備えている。このバッテリー７には、リチウムイオンバッテリーなどの高電圧バッテリーが好ましく用いられる。また、変速機３とディーゼルエンジン４との間には、湿式多板クラッチ９及び流体継手１０が順に介設されている。
【００１２】
なお、変速機３としては、ディーゼルエンジン４のクランク軸１１と電動発電機５の回転軸１２とを、無端状のベルト又はチェーンで接続するベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）が好ましく例示される。
【００１３】
なお、ハイブリッドシステム８は、上記の構成に限定されるものではなく、例えばシリーズ方式、パラレル方式及びシリーズ・パラレル方式などのいずれのハイブリッドシステムの構成であってもよい。
【００１４】
インバータ６及びバッテリー７は、ＨＥＶの車体下部に配置された略直方体状のユニットボックス１３内に収納されている。ユニットボックス１３内には、車両前方に対向するようにラジエータ１４が設置されており、そのラジエータ１４からは、ポンプ１５により送出された冷却水１６がインバータ６及び電動発電機５を順に循環する水冷回路１７が延びている。この冷却水１６の温度は、電動発電機５及びインバータ６の発熱による劣化を防止するために、約５０℃以下に維持されるようになっている。
【００１５】
ハイブリッドシステム８は、ＨＥＶの走行時に出力軸２に加わる負荷等に応じて、ディーゼルエンジン４の駆動力を電動発電機５の駆動力によりアシストする一方で、ＨＥＶの通常走行時における余剰エネルギーや制動時における回生エネルギーを、電動発電機５により電力として回収してインバータ６を通じてバッテリー７に充電する制御を行う。
【００１６】
また、ＨＥＶは、ディーゼルエンジン４に直列に接続された低圧段過給器（低圧段ターボチャージャー）１８と、高圧段過給器（高圧段ターボチャージャー）１９とからなる二段式過給システム２０を備えている。低圧段ターボチャージャー１８の低圧段コンプレッサー２１と、高圧段ターボチャージャー１９の高圧段コンプレッサー２２との間の吸気通路２３には、水冷式のターボ間クーラー２４が設置されている。
【００１７】
この二段式過給システム２０は、高圧段ターボチャージャー１９の高圧段コンプレッサー２２をバイパスする吸気バイパス通路２５の吸気バイパス弁２６、及び高圧段タービン２７をバイパスする排気バイパス通路２８の排気バイパス弁２９の開度を、ディーゼルエンジン４の運転状態に応じてそれぞれ制御することで、２台のターボチャージャー１８、１９を最適な効率で運用する。
【００１８】
ディーゼルエンジン４の吸気通路２３へ吸入された空気Ａは、吸入空気３０としてエアクリーナー３１を通過してから低圧段コンプレッサー２１により圧縮され、ターボ間クーラー２４で中間冷却された後に高圧段コンプレッサー２２で目標過給圧まで圧縮される。そして、空冷式のインタークーラー３２で冷却された後に、吸気スロットル３３で吸気量を調整されてから、インテークマニホールド３４を経てエンジン本体３５に供給される。
【００１９】
エンジン本体３５に供給された吸入空気３０は、気筒３６内で噴射燃料と混合・燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、燃焼ガス３７となってエキゾーストマニホールド３８から排気通路３９へ排気されるが、その一部は高圧段タービン２７の上流から高圧段コンプレッサー２２の下流へ通じる高圧ＥＧＲ通路４０に高圧ＥＧＲガス４１となって分流する。高圧ＥＧＲガス４１は、高圧ＥＧＲクーラー４２により冷却された後に、高圧ＥＧＲバルブ４３により流量を調整されてから吸気通路２９へ循環する。
【００２０】
一方で、高圧ＥＧＲ通路４０に分流しなかった燃焼ガス３７は、高圧段タービン２７及び低圧段タービン４４を順に回転駆動させた後に、排ガス浄化装置４５（例えば、ＤＯＣやＰＭ捕集フィルターなど）で浄化され、排気スロットル４６で排気量を調整されてから排ガスＧとなって大気中へ放出されるが、その一部は排ガス浄化装置４５の下流から低圧段コンプレッサー２１の上流へ通じる低圧ＥＧＲ通路４７に低圧ＥＧＲガス４８となって分流する。低圧ＥＧＲガス４８は、低圧ＥＧＲクーラー４９により冷却された後に、低圧ＥＧＲバルブ５０により流量を調整されてから吸気通路２３へ循環する。
【００２１】
このようなＨＥＶにおいて、ハイブリッドシステム８の水冷回路１７にはターボ間クーラー２４が組み込まれている。これにより、ターボ間クーラー２４を通過する吸入空気３０は、水冷回路１７を流れる冷却水１６により中間冷却される。なお、図１の構成では、水冷回路１７において、ターボ間クーラー２４をインバータ６と電動発電機５との間に組み入れているが、特にこの配置に限定するものではなく、例えばターボ間クーラー２４を、電動発電機５とラジエータ１４との間に組み入れるようにしても良い。
【００２２】
このように、従来の高温（例えば、約８０℃）のエンジン冷却水の代わりに、ハイブリッドシステム８における低温（例えば、５０℃以下）の冷却水１６を用いて、二段式過給システム２０における吸入空気３０の中間冷却を行うようにしたので、吸入空気３０の温度がより低下してディーゼルエンジン４への過給量が増加するため、従来よりも排ガスＧを良化し、かつ燃費を向上することができるのである。
【００２３】
また、高圧段コンプレッサー２２に流入する吸入空気３０の温度が低下するので、高圧段ターボチャージャー１９の耐久性を向上することもできる。
【００２４】
なお、上記の実施形態においては、低圧段ターボチャージャー１８及び高圧段ターボチャージャー１９に対して、更に別の過給器を直列に接続して、三段以上の多段過給システムを構成するようにしても良い。
【００２５】
本発明のハイブリッド車両は、トラックやバスなどの大型車両の他に、ショベルカーやクレーン車などの建設機械や、乗用車などの小型車両にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
４  ディーゼルエンジン
５  電動発電機
６  インバータ
７  バッテリー
８  ハイブリッドシステム
１６  冷却水
１７  水冷回路
１８  低圧段ターボチャージャー
１９  高圧段ターボチャージャー
２０  二段式過給システム
２１  低圧段コンプレッサー
２２  高圧段コンプレッサー
２４  ターボ間クーラー
３０  吸入空気
４０  高圧ＥＧＲ通路
４５  排ガス浄化装置
４７  低圧ＥＧＲ通路
【図１】
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