(57)【要約】  ＰＣＵ（２０）は、トランスアクスルの開口部に取付けられ、樹脂によって端子台（２１）と一体に形成された固定台座（２２）と、固定台座（２２）の上に配置されパワーモジュールを有する冷却器（２７）と、冷却器（２７）の上に接続された熱伝導性の基板ステー（１４）と、基板ステー（１４）の上に接続された制御基板（２９）と、を有する。本搭載構造は、ラジエータによって冷却された冷却水が導入される冷却管（１７ａ）近傍に基板ステー（１４）を設け、さらに、制御基板からの熱伝導を積極的に行わせるため放熱シート（６１ａ）を介して冷却器（２７）に取り付けることにより、吸熱前の冷却水により制御基板（２９）を冷やす構造を有する。これにより電力制御装置を構成する昇圧コンバータ及びインバータとモータとを１つのケースに収めて一体化し、電力制御装置の上部に配置されている制御基板の冷却性を確保することができる。
2012105353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する回転電機を収容したモータケース上に、回転電機の制御を行う電力制御装置を搭載する電力制御装置の搭載構造において、
電力制御装置は、
モータケースの開口部に取付けられ、樹脂によって形成された固定台座と、
固定台座の上に配置されパワーモジュールを有する冷却器と、
冷却器の上に接続された熱伝導性の基板取付け台と、
基板取付け台の上に接続された制御基板と、
金属製の薄板で形成された電力制御装置全体を覆うカバーと、
を備え、
モータケースから電力制御装置への熱の伝導を、固定台座とカバーとによって抑制することにより制御基板の温度上昇を防止する電力制御装置の搭載構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御装置の搭載構造において、
冷却器に取り付けられた基板取付け台は、冷却水の導入側近傍に伝熱可能に接続され、
制御基板は、基板取付け台を介して冷却器に伝熱可能に接続されている電力制御装置の搭載構造。
【請求項３】
請求項２に記載の電力制御装置の搭載構造において、
固定台座は、
冷却器と固定台座との熱の伝導を抑制する金属製の薄板と、
冷却器と薄板と固定台座とを共締めにより固定する固定手段と、
を有し、
薄板は、冷却器と薄板とにより囲まれた空間を形成し、薄板は冷却器によって冷却される電力制御装置の搭載構造。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御装置の搭載構造において、
さらに、カバーは、固定台座の周囲を取り囲むように設けられたモータケースのフランジ部に取り付けられることで、モータケースから電力制御装置への熱の伝導をカバーによって抑制する電力制御装置の搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を駆動する回転電機を収容したモータケース上に、回転電機の制御を行う電力制御装置を搭載する電力制御装置の搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータジェネレータなどの回転電機からの駆動力により車両を駆動する電気自動車、内燃機関であるエンジンと組み合わせたハイブリッド自動車、及び、燃料電池により発電した電力により車両を駆動する燃料電池自動車等が知られている。このような車両は、バッテリから電力の供給を受け、モータジェネレータ（以下、モータとも呼ぶ）への電力を制御する昇圧コンバータやインバータ等を有するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）を有している。なお、電力制御装置はＰＣＵとも呼ばれる。【０００３】
一般的に、モータを効率良く作動させるためには、高電圧を供給することが必要であり、例えば、約２００Ｖのバッテリ電圧を約６００Ｖまで昇圧する昇圧コンバータを搭載したハイブリッド自動車が知られている。昇圧コンバータは、スイッチング素子と、スイッチング素子に接続したリアクトルと、を含み、リアクトルは、鉄心等の磁性材料を用いたコアと、コアに設けられたコイルと、を有している。また、昇圧コンバータは、スイッチング素子のオン・オフを制御することにより、リアクトルに電力を蓄積・放出させ、バッテリから供給される電圧を昇圧してインバータに供給することが可能となる。この時、リアクトルは電磁エネルギー変換に伴いコアが発熱すると共に、コイルは通電電流のジュール熱により発熱する。放熱が適切でない場合には、リアクトルの温度上昇となり、昇圧コンバータでの電圧変換効率の低下となることから、リアクトルの適切な放熱が必要となる。そこで、リアクトルの放熱に関し、リアクトルに設けたクーリングフィンによる放熱や、冷却液による放熱等の技術がある。【０００４】
特許文献１には、リアクトルを構成要素とする昇圧コンバータを備えたハイブリッド自動車の駆動装置が開示されている。特許文献１では、インバータ及びモータを１つのケースに収めて一体化する際、リアクトルの放熱を促進させるため、リアクトルを収容した収容室へモータジェネレータの回転によって汲み上げられた潤滑油を流入させ、収容室に蓄えられた潤滑油によりリアクトルを冷却する駆動装置が示されている。【０００５】
図８は、従来の駆動装置１００を示しており、手前側にモータジェネレータＭＧ２及びリアクトルＬ１の断面と、その奥に配置されたコンデンサＣ２，冷却器１０８，パワー素子基板１０９及びモータジェネレータＭＧ１が示されている。潤滑油は、モータジェネレータＭＧ２の回転によって矢印Ｆ１，Ｆ２のように汲み上げられ、収容室開口部３４０を通過した潤滑油がリアクトル収容室３００に流入することになる。流入した潤滑油はリアクトルＬ１を冷却し、Ｆ３のようにオイル抜き孔３２０から開口部１０２へ排出される。このような構成により、リアクトルＬ１の冷却性を確保することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７２８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、これらのモータを駆動するための昇圧コンバータと、インバータとを一体化収容する場合において、リアクトルＬ１を潤滑油で冷却する技術では、潤滑油の温度はモータケースやエンジンケースを冷却する冷却水によって温度調整がなされるため、通常運転状態であれば水温と油温とはほぼ同じ温度（例えば、約８５度〜約９０度）になる。一方、重負荷運転状態ではエンジンやモータジェネレータの急激な発熱により油温が水温より高くなり、リアクトルの冷却性だけでなく、リアクトルの近傍に配置されている昇圧コンバータやインバータへの熱の伝導が懸念される。【０００８】
昇圧コンバータやインバータ等は、パワーモジュールとそれを制御する制御基板とを有し、パワーモジュールと制御基板はエンジンケースの冷却系統とは別の冷却系統による冷却器１０７の水温により冷却が行われている。水温は、大きなラジエータ及びファンによって常時冷却がなされているものの、重負荷状態では高温になり吸熱効果が低下する。さらに、冷却器１０７の能力を超える熱が冷却器１０７に伝わる場合には、パワーモジュールと制御基板は過熱状態となる。このような過熱に耐えられるように制御装置の素子や部品の耐熱温度を上げることはコストアップになるし、又は、パワー素子の温度上昇に伴う出力制限制御により車両の走行性能が低下する場合がある。【０００９】
特に、上述したような、モータと電力制御装置を構成する昇圧コンバータやインバータとを１つのケースに収めて一体化する場合、ケースからの熱伝導、電力制御装置を覆うアルミダイキャストのカバーからの熱伝導及びカバー内部の空気の対流熱により電力制御装置の温度が上昇することになる。電力制御装置の上部には制御基板が配置されており、熱がこもりやすいことから、冷却について特別な配慮が必要である。【００１０】
そこで、本発明に係る電力制御装置（ＰＣＵ）の搭載構造は、電力制御装置を構成する昇圧コンバータ及びインバータとモータとを１つのケースに収めて一体化する構造において、電力制御装置の上部に配置されている制御基板の冷却性を確保することのできる搭載構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る電力制御装置の搭載構造は、車両を駆動する回転電機を収容したモータケース上に、回転電機の制御を行う電力制御装置を搭載する電力制御装置の搭載構造において、電力制御装置は、モータケースの開口部に取付けられ、樹脂によって形成された固定台座と、固定台座の上に配置されパワーモジュールを有する冷却器と、冷却器の上に接続された熱伝導性の基板取付け台と、基板取付け台の上に接続された制御基板と、金属製の薄板で形成された電力制御装置全体を覆うカバーと、を備え、モータケースから電力制御装置への熱の伝導を、固定台座とカバーとによって抑制することにより制御基板の温度上昇を防止する。このような構造により、モータケースから伝わる熱を固定台座が抑制することで、電力制御装置の温度上昇を抑えることが可能となる。【００１２】
また、本発明に係る電力制御装置の搭載構造において、冷却器に取り付けられた基板取付け台は、冷却水の導入側近傍に伝熱可能に接続され、制御基板は、基板取付け台を介して冷却器に伝熱可能に接続されていることを特徴とする。このように、吸熱前の冷却水にて制御基板を冷却することにより、制御基板の温度上昇を抑えることが可能となる。【００１３】
また、本発明に係る電力制御装置の搭載構造において、固定台座は、冷却器と固定台座との熱の伝導を抑制する金属製の薄板と、冷却器と薄板と固定台座とを共締めにより固定する固定手段と、を有し、薄板は、冷却器と薄板とにより囲まれた空間を形成し、薄板は冷却器によって冷却されることを特徴とする。このように、薄板を追加することにより断熱室を形成し、固定台座からの伝熱を抑えることが可能であると共に、空間を仕切ることが可能となる。【００１４】
また、本発明に係る電力制御装置の搭載構造において、さらに、カバーは、固定台座の周囲を取り囲むように設けられたモータケースのフランジ部に取り付けられることで、モータケースから電力制御装置への熱の伝導をカバーによって抑制することを特徴とする。薄板によるカバーにて熱の抑制が可能になるだけでなく、カバーの軽量化及びコストダウンが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る電力制御装置（ＰＣＵ）の搭載構造を用いることにより、電力制御装置を構成する昇圧コンバータ及びインバータとモータとを１つのケースに収めて一体化する構造において、電力制御装置の上部に配置されている制御基板の冷却性を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電力制御装置の搭載構造におけるＰＣＵの斜視図である。
【図２Ａ】本発明に係る電力制御装置（ＰＣＵ）を搭載する駆動装置の上面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＧ−Ｇ断面図である。
【図３】図２ＡのＨ−Ｈ断面図である。
【図４】本発明に係る電力制御装置を冷却する冷却装置の概要図である。
【図５】本発明に係る電力制御装置を搭載する駆動装置における各収容室を説明する説明図である。
【図６】図５に示した各収容室の温度概要を示す温度グラフ図である。
【図７】本実施形態とは別の電力制御装置の傾斜搭載を説明する説明図である。
【図８】従来の駆動装置の概要を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１８】
図１は電力制御装置の搭載構造におけるＰＣＵ２０の斜視図を示し、図２Ａ、図２Ｂは図１の電力制御装置（ＰＣＵ２０）を搭載する駆動装置１０の概要を示している。なお、図２Ａは駆動装置１０上面図を示し、図２Ｂは図２ＡのＧ−Ｇ断面の正面図を示している。最初に、図２Ｂを用いて駆動装置１０の全体構成を概説する。
【００１９】
図２Ｂに示すように、駆動装置１０は、エンジンに動力分配装置を介して接続されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を有するトランスアクスル３０と、トランスアクスルケース３１の開口部を覆うように配置された樹脂製の固定台座２２と、固定台座２２の上に配置された鋼板製の薄板２３と、薄板２３の上に配置された冷却器２７と、冷却器２７の上に配置された平滑コンデンサ２８と、平滑コンデンサ２８の上に配置された制御基板２９と、これらを覆う鋼板製のカバー４３と、を有している。冷却器２７は、上面の樹脂製部品と、下面のアルミ製部品と、内部にフィンが形成され、上面の樹脂製部品に取付けられた熱伝導が良い熱伝導ベース１２と、を有し、冷却器２７の下面にはＤＣ／ＤＣコンバータ２５及びフィルタ用コンデンサ２４が配置されると共に、冷却器２７の上面には熱伝導ベース１２を介してパワー素子１３が配置されている。冷却器２７の上側には、制御基板２９が配置され、制御基板２９の上面には外部コネクタ４２が設けられている。カバー４３はトランスアクスル３０のフランジ部にボルトによって取り付けられ、冷却器２７の冷却管１７とカバー４３との隙間にはゴムリング５２が設けられている。また、固定台座２２の下面にはリアクトル３８が配置され、トランスアクスルケース３１内に収容されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のロータ３４，３５の回転によって飛散する潤滑油によってリアクトル３８が冷却されている。
【００２０】
図２Ｂに示すように、固定台座２２は端子台２１を有し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイル端子３２ａ，３３ａから伸びるバスバー４４は、端子台２１を介して冷却器２７に固定されている複数のパワー素子１３に分岐を伴って接続されている。このため、パワー素子１３から放出される熱の一部がバスバー４４を介してＰＣＵケース内に放熱されることになる。また、固定台座２２はトランスアクスルケース３１に面シール５１を介して接続され、固定台座２２によってトランスアクスル３０を密閉している。このような構成を有することにより、本実施形態に係るＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と接続するワイヤーハーネスの代わりに、端子台２１を介して接続されたバスバー４４により接続されることで、部品点数の削減を行っている。さらに、トランスアクスル３０とＰＣＵ２０を仕切る固定台座２２をアルミニウム製のトランスアクスルケース３１より熱伝導の低い樹脂で形成することにより、トランスアクスル３０からＰＣＵ２０への熱伝導を抑制することが可能となっている。次に、図１のＰＣＵ２０について述べる。
【００２１】
図１は、ＰＣＵ２０を覆っている図２Ｂに示す鋼板製のカバー４３を取り外した状態のＰＣＵ２０を示したものである。図１に示すように、ＰＣＵ２０は、トランスアクスルの開口部に取付けられ、樹脂によって端子台２１と一体に形成された固定台座２２と、固定台座２２の上に配置されパワーモジュールを有する冷却器２７と、冷却器２７の上に接続された熱伝導性の基板ステー１４と、基板ステー１４の上に接続された制御基板２９と、を有している。図１において、冷却管１７ａから吸熱前の冷却水が導入され、反対側の冷却管１７ｂから吸熱後の冷却水が排出される。また、ＰＣＵ２０の上部には制御基板２９が配置されていることから暖まった空気がカバー４３の上部に集まり熱がこもりやすい。さらに、制御基板２９は、ＣＰＵを搭載していることから、ＣＰＵ自身による発熱により温度が上昇しやすい。そこで、本実施形態では、ラジエータによって冷却された冷却水が導入される冷却管１７ａ近傍に基板ステー１４を設け、制御基板２９からの熱伝導を積極的に行わせるため放熱シート６１ａを介して基板ステー１４に取り付けることにより、吸熱前の冷却水により制御基板２９を冷やす構成を採用した（図１中の矢印の熱の伝熱経路）。なお、制御基板の冷却構造の詳細については後述する。次に、図２Ａに示すＨ−Ｈ断面を示す図３を参照しながら駆動装置１０について説明する。
【００２２】
図３は、図２Ａに示すＨ−Ｈ断面における駆動装置１０の断面図を示し、図３を用いてＰＣＵ２０の搭載構造について詳説する。なお、すでに説明した部位については重複説明を避けるために省略する。図３に示すように、駆動装置１０は、開口部を有するトランスアクスルケース３１を固定台座２２で覆うことで形成したトランスアクスル室８１（Ａ室７１）と、固定台座２２とカバー４３で区切られたＰＣＵ室８２を有している。トランスアクスル室８１（Ａ室７１）には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を構成するステータ３２，３３と、ステータ内部に配置され、シャフト３６，３７を中心にして回転するロータ３４，３５と、固定台座２２の下面に配置されたリアクトル３８と、が配置されている。
【００２３】
図３のＰＣＵ室８２は、固定台座２２の上に配置されている鋼板製の薄板２３と、薄板２３の上に配置されている冷却器２７と、冷却器２７の上に配置されている平滑コンデンサ２８及び制御基板２９と、固定台座２２から制御基板２９までを覆い、トランスアクスルケース３１に取り付けられた鋼板製のカバー４３と、を有している。薄板２３と冷却器２７とはボルト２６によって固定台座２２に共締めされることで断熱室となるＢ室７２とＣ室７３を構成し、トランスアクスル３０からの対流熱伝達を抑制する。さらに、トランスアクスルケース３１に取り付けられている鋼板製のカバー４３はＣ室７３と、Ｃ室７３の外側のＤ室７４とを構成する。鋼板製のカバー４３は、アルミニウムダイキャストの壁面と比べて板厚が薄く熱伝導率が低い為、トランスアクスル３０からの熱の伝導を抑制する。また、カバー４３はＤ室７４を断熱室に構成する。次に、冷却手段について述べる。
【００２４】
図３に示す駆動装置１０は、２つの冷却手段を有している。第１の冷却手段は、冷却器２７によるパワー素子１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５、フィルタ用コンデンサ２４、平滑コンデンサ２８及び制御基板２９の冷却であり、第２の冷却手段は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２がシャフト３６，３７を中心にしてロータ３４，３５が回転することにより飛散する潤滑油によるリアクトル３８の冷却である。一般の車両では、オイルクーラを装着していないことから、潤滑油の冷却はオイルパンによる放熱と、エンジンを冷却する冷却水によって冷却されることになる。このため、重負荷運転状態では、潤滑油の油温が冷却水の水温より高くなる場合がある。このような状態において、ＰＣＵ２０の制御基板２９を効果的に冷却する構造について図４を用いて述べる。
【００２５】
図４は電力制御装置を冷却する冷却装置５０の概要を示している。冷却装置５０は、ラジエータ５６と、ラジエータ５６の周りに空気の流れを起こすファン５７と、パワー素子１３を冷却すると共に、基板ステー１４が取り付けられた冷却器２７と、ラジエータ５６によって冷却された冷却水を冷却器２７へ導く配管６２と、冷却器２７から排出された冷却水をラジエータ５６に圧送するポンプ５８と、冷却器２７とポンプ５８とを接続する配管６３と、ポンプ５８とラジエータ５６とを接続する配管６４と、を有している。図４の冷却器２７は２つの冷却路５５と、それぞれの冷却路５５に流れる冷却水を対向流とするための流路と、を有している。このため、図４中の「Ｃ：Ｃｏｌｄ」部分は吸熱前の冷却水が導入されることになり、この２つの「Ｃ」部分に伝熱可能に接続された基板ステー１４と、基板ステー１４に放熱シート６１ａ，６１ｂと、を介して制御基板２９が冷却されることになる。なお、冷却路５５の下流側である図４中の「Ｈ：Ｈｏｔ」部分は、吸熱により冷却水温度が上昇して高温になる。高温となった冷却水はポンプ５８によりラジエータ５６に圧送され、ラジエータで再び冷却される。このような構造により、制御基板２９の冷却性を確保することが可能となる。次に、伝熱による温度変化について図５を用いて説明する。
【００２６】
図５は、電力制御装置を搭載する駆動装置１００におけるＡ室７１、Ｂ室７２、Ｃ室７３、Ｄ室７４、エンジンコンパートメント室７５と、Ｂ，Ｃ，Ｄ室７２〜７４を伝わる伝熱量Ｈ３〜Ｈ５と、固定台座２２、薄板２３、基板ステー１４を伝わる伝熱量Ｈ１，Ｈ２，Ｈ６を示している。各伝熱量（Ｈ１〜Ｈ６）は図５の中で白抜きの矢印で示し、矢印の方向は熱の伝わる方向を示している。なお、図５においては、電力制御装置の各機器の記載は省略している。
【００２７】
図６は図５に示した各室７１〜７５及び、固定台座２２、薄板２３、基板ステー１４、冷却器２７の温度の概要を示す温度グラフ図であり、特に、重負荷運転状態において冷却水の水温Ｔ2より潤滑油の油温Ｔ0が高い場合における温度分布について記載したものである。図６の横軸はＡ室７１からエンジンコンパートメント室７５までの伝熱経路を模式的に示したもので、位置Ｐ1からＰ2の間はＡ室７１を示し、位置Ｐ2から位置Ｐ3までの間は固定台座２２を示し、位置Ｐ3から位置Ｐ4までの間はＢ室７２を示し、位置Ｐ4から位置Ｐ5までの間は薄板２３を示し、位置Ｐ5から位置Ｐ6までの間はＣ室７３を示し、位置Ｐ6から位置Ｐ9までの間は冷却器２７を示し、位置Ｐ9から位置Ｐ10までの間は基板ステー１４を示し、位置Ｐ10から位置Ｐ11までの間は制御基板２９を示し、位置Ｐ11から位置Ｐ12までの間はＤ室７４を示し、位置Ｐ12から位置Ｐ13までの間はカバー４３を示し、位置Ｐ13から右は、エンジンコンパートメント室７５を示す。また、位置Ｐ7から位置Ｐ8までの間は冷却器２７の冷却水路を示している。従って、位置Ｐ7から位置Ｐ8までの間の温度は、冷却水の水温Ｔ2となっている。
【００２８】
重負荷運転状態では、図６に示すように、図５のトランスアクスル３０側のＡ室７１内の潤滑油の油温Ｔ0が冷却水の水温Ｔ2に比べて高温となる。このため、図５のトランスアクスルケース内のＡ室７１内における潤滑油の飛散によってＡ室７１の温度は潤滑油の油温Ｔ0まで上昇し、固定台座２２のＡ室７１に側の表面温度も潤滑油の油温Ｔ0近くまで上昇する。固定台座２２は、例えば、固定台座２２はインサート成形によりバスバーを内部に有する熱硬化性樹脂（例えば、フェノール樹脂比熱＝１．５７〜１．７６ｊ／ｇ・Ｋ）で形成されているため、アルミニウムの隔壁に比べて比熱が大きく（アルミニウム比熱＝０．９ｊ／ｇ・Ｋ）、また、熱伝導率が小さく、断熱性が高い。このため、固定台座２２を通ってＡ室７１からＢ室７２への熱伝導により流れる熱量Ｈ１は小さく、固定台座２２のＢ室７２側の温度はＡ室７１側の温度に比べて大きく低下する。
【００２９】
薄板２３と固定台座２２の間のＢ室７２は断熱室となっていることから、Ｂ室７２を通って伝達される伝熱量Ｈ３は小さいので、Ｂ室７２のトランスアクスル３０側の位置Ｐ3の温度と冷却器２７側の位置Ｐ4の温度はあまり大きく変化しない。また、薄板２３と冷却器２７の冷却器ベース１１とで形成されるＣ室７３も同様の断熱室になっているので、Ｃ室７４を通って伝達される伝熱量Ｈ４も小さなものとなっている。従ってＣ室７３のトランスアクスル３０側の位置Ｐ5の温度は、冷却器２７の表面温度と略同等の温度となっている冷却器２７側の位置Ｐ6の温度より若干高い程度の温度となっている。このように、Ｃ室７３の内部の温度は、Ｃ室７３が断熱室となっていることから、冷却器２７の表面温度に略近い温度となっている。以上説明した様に樹脂製の固定台座２２の断熱性と、Ｂ室７２、Ｃ室７３が断熱室となっていることから、トランスアクスル３０側のＡ室７１内の潤滑油の油温Ｔ0が冷却器２７の冷却水の水温Ｔ2よりも高い場合であってもトランスアクスル３０からの伝熱は固定台座２２、Ｂ室７２、Ｃ室７３の断熱性によって制限され、冷却器２７の温度は大きく上昇しない。また、図５に示すように、Ａ室７１の隔壁を伝わった第３の熱量Ｈ２はＰＣＵ２０を覆うカバー４３に到達するカバー４３の厚みは、トランスアクスルケース３１よりも薄いものであることから、その伝熱量は小さく、カバー４３の温度がＡ室７１からの熱伝導によって大きく上昇することはない。またカバー４３の外面は、トランスアクスル３０の潤滑油の温度Ｔ0よりも低い温度の温度Ｔ1のエンジンコンパーメント室７５に接していることから、図６の右側に示すように、その外表面温度は、潤滑油の温度Ｔ0よりも温度の低いエンジンコンパートメント室７５の温度Ｔ1と略と同様の温度となる。
【００３０】
また、Ｄ室７４もＢ室７２、Ｃ室７３と同様に断熱室を構成していることから、図６に示すように、Ｄ室７４の伝熱量は少なく、このため、Ｄ室７４のカバー４３側の位置P12の温度はＤ室の冷却器２７側の位置Ｐ11の温度とあまり変わらない温度となる。以上説明したように、カバー４３とＤ室７４の断熱性によってカバー４３側から冷却器２７に伝わる熱量も小さいものとなっている。そして、制御基板２９は、冷却器２７に基板ステー１４を介して接続されているので、熱量Ｈ６が制御基板２９から冷却２７に流れ、これにより、制御基板２９は、効果的に冷却器２７によって冷却され、その温度は、冷却器２７の冷却水温Ｔ2に近い温度となる。また、基板ステー１４は、平均的な冷却水温度より低い温度となっている冷却水導入部に接続されているので、より効果的の制御基板２９を冷却することができる。
【００３１】
図７は電力制御装置を車両前方方向に傾斜させた傾斜搭載を示す断面図である。上述した実施形態では、ＰＣＵ２０を水平となるように搭載したが、図７のＰＣＵ２０は、トランスアクスルケース内のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及びデフギアの配置により傾斜角θだけ傾けてトランスアクスル３０上に配置されている。図７の冷却水は、冷却器２７の上側から冷却管１７を通り、冷却器２７を上から下へ流れて下側の冷却管１７から排出される。この流れは、発熱による自然対流とは逆の対向流となっている。
【００３２】
本実施形態では、パワー素子とモータジェネレータとを接続するケーブルにバスバーを用いることにより、パワー素子から放出される熱の一部がＰＣＵケース内に放出される。このため、暖められた空気は、ＰＣＵケース上面に沿って上側に流れ、ＰＣＵ２０の上側に集まることになる。そこで、図７の本実施形態では、吸熱前の冷却水をＰＣＵ上側から供給し、暖められた空気を冷却器２７で冷却することにより、冷やされた空気はＰＣＵケース下面に沿ってＰＣＵ下側に流れる事になり、ＰＣＵ内部の空気を対流させることで内部雰囲気温度を下げることが可能となる。また、トランスアクスル３０からの熱の侵入を防ぐ固定台座２２により上記対流が妨げられることはない。このように、ＰＣＵ２０を傾斜角θだけ傾けて搭載し、吸熱前の冷却水をＰＣＵ上側から供給することにより、積極的にＰＣＵケース内部の空気を対流させることが可能である。
【００３３】
以上、上述したように、本発明に係る電力制御装置（ＰＣＵ）の搭載構造を用いることにより、電力制御装置を構成する昇圧コンバータ及びインバータとモータとを１つのケースに収めて一体化する構造において、固定台座２２と薄板２３により形成されるＢ室７２及び、冷却器２７の両隣で形成されるＣ室７３とＤ室７４が断熱室となっているので対流熱の防止が可能であり、固定台座２２は熱伝導率が低い材質とすることによって断熱性を高め、カバー４３は薄板の構成にすることにより、トランスアクスルケース３１からの熱伝導を抑制することができるので、冷却液導入部に接続された制御基板２９を十分冷却することができる。このような機能により、電力制御装置の温度上昇を防止し、制御基板２９の冷却性を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  駆動装置、１１  冷却器ベース、１２  熱伝導ベース、１３  パワー素子、１４  基板ステー、１７，１７ａ，１７ｂ  冷却管、２０  ＰＣＵ、２１  端子台、２２  固定台座、２３  薄板、２４  フィルタ用コンデンサ、２５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２６  ボルト、２７  冷却器、２８  平滑コンデンサ、２９  制御基板、３０  トランスアクスル、３１  トランスアクスルケース、３２，３３  ステータ、３２ａ，３３ａ  ステータコイル端子、３４，３５  ロータ、３６，３７  シャフト、３８  リアクトル、４２  外部コネクタ、４３  カバー、４４  バスバー、５０  冷却装置、５１  面シール、５２  ゴムリング、５５  冷却路、５６  ラジエータ、５７  ファン、５８  ポンプ、６１ａ，６１ｂ  放熱シート、６２，６３，６４  配管、７１  Ａ室、７２  Ｂ室、７３  Ｃ室、７４  Ｄ室、７５  エンジンコンパートメント室、８１  トランスアクスル室、８２  ＰＣＵ室、１００  駆動装置、１０２  開口部、１０７，１０８  冷却器、１０９  パワー素子基板、３００  リアクトル収容室、３２０  オイル抜き孔、３４０  収容室開口部、Ｌ１  リアクトル、Ｃ２  コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月4日(2012.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する回転電機を収容したモータケース上に、回転電機の制御を行う電力制御装置を搭載する電力制御装置の搭載構造において、
電力制御装置は、
モータケースの開口部に取付けられ、樹脂によって形成された固定台座と、
固定台座の上に配置されパワーモジュールを有する冷却器と、
冷却器の上に接続された熱伝導性の基板取付け台と、
基板取付け台の上に接続された制御基板と、
金属製の薄板で形成された電力制御装置全体を覆うカバーと、
固定台座と冷却器との間に設けられる第一の断熱室と、
冷却器とカバーとの間に設けられる第二の断熱室と、
を備え、
モータケースから電力制御装置への熱の伝導を、固定台座と、第一、第二の断熱室と、カバーとによって抑制することにより制御基板の温度上昇を防止する電力制御装置の搭載構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御装置の搭載構造において、
冷却器に取り付けられた基板取付け台は、冷却水の導入側近傍に伝熱可能に接続され、
制御基板は、基板取付け台を介して冷却器に伝熱可能に接続されている電力制御装置の搭載構造。
【請求項３】
請求項２に記載の電力制御装置の搭載構造において、
固定台座は、
冷却器と固定台座との熱の伝導を抑制する金属製の薄板と、
冷却器と薄板と固定台座とを共締めにより固定する固定手段と、
を有し、
薄板は、冷却器と薄板とにより囲まれた空間を形成し、薄板は冷却器によって冷却される電力制御装置の搭載構造。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御装置の搭載構造において、
さらに、カバーは、固定台座の周囲を取り囲むように設けられたモータケースのフランジ部に取り付けられることで、モータケースから電力制御装置への熱の伝導をカバーによって抑制する電力制御装置の搭載構造。
【国際調査報告】
2012105353.tif 000012
2012105353.tif 000013