(57)【要約】【課題】車両外部から過大な衝撃が加わった場合にパワー制御ユニットの適切な保護が図られるパワー制御ユニットの支持構造、を提供する。【解決手段】パワー制御ユニットの支持構造は、ハイブリッド自動車に搭載され、電力の制御を行なうパワー制御ユニット（ＰＣＵ）６６０と、ＰＣＵ６６０が載置され、サイドメンバ２０に対して片持ちの状態で固定されるインバータトレイ５０と、インバータトレイ５０に隣り合って設けられ、ハイブリッド自動車の駆動源を支持するエンジンマウント３０とを備える。インバータトレイ５０は、ＰＣＵ６６０に外力が加わった場合にＰＣＵ６６０を所定の方向に案内するガイド部５４を有する。ガイド部５４は、エンジンマウント３０に固定される。【選択図】図４
2010173568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットと、
前記パワー制御ユニットが載置され、車両のサイドメンバに対して片持ちの状態で固定されるトレイと、
前記トレイに隣り合って設けられ、車両の駆動源を支持する支持部材とを備え、
前記トレイは、前記パワー制御ユニットに外力が加わった場合に前記パワー制御ユニットを所定の方向に案内するガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記支持部材に固定される、パワー制御ユニットの支持構造。
【請求項２】
前記支持部材は、頂面を有し、
前記ガイド部は、前記支持部材に向かって延び、その延びる先で前記頂面に固定される、請求項１に記載のパワー制御ユニットの支持構造。
【請求項３】
前記頂面上に配置される頭部を有し、前記ガイド部を前記支持部材に締結するボルトをさらに備え、
前記トレイには、その表面から突出するビード部が形成され、
前記ビード部は、前記所定の方向に沿って線状に延び、前記頂面上にまで達する、請求項２に記載のパワー制御ユニットの支持構造。
【請求項４】
前記サイドメンバは、車両前後方向に延びて形成され、
前記支持部材は、前記サイドメンバに固定されるとともに、前記サイドメンバから車両幅方向に延びて形成され、
前記支持部材が前記サイドメンバに固定される位置と、前記トレイが前記サイドメンバに固定される位置と、前記ガイド部が前記支持部材に固定される位置とが、それぞれ三角形の角部に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載のパワー制御ユニットの支持構造。
【請求項５】
前記トレイは、車両前方のエンジンルームに収容されるとともに、前記支持部材よりも車両前方に配置され、
前記ガイド部は、前記パワー制御ユニットに車両前方からの外力が加わった場合に前記パワー制御ユニットを前記支持部材からずらす方向に案内する、請求項１から４のいずれか１項に記載のパワー制御ユニットの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、パワー制御ユニットの支持構造に関し、より特定的には、車両前側のエンジンルームに収容されるパワー制御ユニットの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパワー制御ユニットの支持構造に関して、たとえば、特開２００７−２９０４７９号公報には、有用性の向上を図ることを目的とした車両用のプロテクタ構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された車両用のプロテクタ構造は、車両上に搭載され、端子台収納部を有するトランスアクスルと、パワー制御ユニットとして設けられたインバータと、端子台収納部に固定されるプロテクタとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９０４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示された車両用のプロテクタ構造においては、車両衝突時に移動するインバータの進行方向をトランスアクスルに向かう方向からずらすため、プロテクタが設けられている。しかしながら、プロテクタの固定方法によっては、車両衝突時の衝撃によってプロテクタが変形し、インバータを意図した方向に移動させることができないおそれが生じる。この場合、インバータを適切に保護することができない。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、車両外部から過大な衝撃が加わった場合にパワー制御ユニットの適切な保護が図られるパワー制御ユニットの支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従ったパワー制御ユニットの支持構造は、車両に搭載され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットと、パワー制御ユニットが載置され、車両のサイドメンバに対して片持ちの状態で固定されるトレイと、トレイに隣り合って設けられ、車両の駆動源を支持する支持部材とを備える。トレイは、パワー制御ユニットに外力が加わった場合にパワー制御ユニットを所定の方向に案内するガイド部を有する。ガイド部は、支持部材に固定される。
【０００７】
このように構成されたパワー制御ユニットの支持構造によれば、サイドメンバに対して片持ちの状態で固定されたトレイが、車両の駆動源を支持するための支持部材に固定されている。これにより、トレイを確実に固定し、車両外部から過大な衝撃が加わった場合であってもトレイの変形を抑制することができる。結果、パワー制御ユニットをガイド部によって所定の方向に移動させ、パワー制御ユニットの適切な保護を図ることができる。
【０００８】
また好ましくは、支持部材は、頂面を有する。ガイド部は、支持部材に向かって延び、その延びる先で頂面に固定される。このように構成されたパワー制御ユニットの支持構造によれば、車両外部から過大な衝撃が加わった場合に、ガイド部によってパワー制御ユニットを支持部材の頂面上の空間に向けて移動させる。これにより、パワー制御ユニットと支持部材との衝突を回避し、パワー制御ユニットを適切に保護することができる。
【０００９】
また好ましくは、パワー制御ユニットの支持構造は、ガイド部を支持部材に締結するボルトをさらに備える。ボルトは、支持部材の頂面上に配置される頭部を有する。トレイには、その表面から突出するビード部が形成される。ビード部は、所定の方向に沿って線状に延び、頂面上にまで達する。
【００１０】
このように構成されたパワー制御ユニットの支持構造によれば、車両外部から過大な衝撃が加わった場合に、パワー制御ユニットがビード部上を移動する。この際、ビード部は支持部材の頂面上にまで達して形成されているため、頂面上の空間まで移動したパワー制御ユニットと、頂面上に配置されたボルトの頭部とが干渉することを抑制できる。
【００１１】
また好ましくは、サイドメンバは、車両前後方向に延びて形成されている。支持部材は、サイドメンバに固定されるとともに、サイドメンバから車両幅方向に延びて形成されている。支持部材がサイドメンバに固定される位置と、トレイがサイドメンバに固定される位置と、ガイド部が支持部材に固定される位置とが、それぞれ三角形の角部に配置される。このように構成されたパワー制御ユニットの支持構造によれば、トレイに載置されたパワー制御ユニットを、サイドメンバ、支持部材およびトレイからなる三角形の枠体により支持することができる。
【００１２】
また好ましくは、トレイは、車両前方のエンジンルームに収容されるとともに、支持部材よりも車両前方に配置される。ガイド部は、パワー制御ユニットに車両前方からの外力が加わった場合にパワー制御ユニットを支持部材からずらす方向に案内する。このように構成されたパワー制御ユニットの支持構造によれば、車両衝突時にエンジンルームが大きく変形する場合であっても、パワー制御ユニットと支持部材との衝突を回避し、パワー制御ユニットを適切に保護することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、この発明に従えば、車両外部から過大な衝撃が加わった場合にパワー制御ユニットの適切な保護が図られるパワー制御ユニットの支持構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造を示す斜視図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。
【図５】図３中のインバータトレイを示す斜視図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図８】図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図９】図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１０】図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１１】比較のためのパワー制御ユニットの支持構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１６】
本実施の形態では、本発明を、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関と、充放電可能な２次電池（バッテリ）から電力供給されるモータとを駆動源とするハイブリッド自動車に適用した場合について説明する。まず、ハイブリッド自動車の基本的な構成について説明する。
【００１７】
図１は、ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車５００は、その駆動系をなす主要な構造として、エンジン５１０と、モータジェネレータ５２０と、動力分割機構６２０と、ディファレンシャル機構６１０と、ドライブシャフト６３０と、前輪である駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒと、パワー制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）６６０と、バッテリ５６０とを有する。
【００１８】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０によって、ハイブリッド自動車５００の駆動源５３０が構成されている。
【００１９】
ハイブリッド自動車５００の車両前側の位置には、エンジンルーム７１０が形成されている。エンジン５１０、モータジェネレータ５２０およびＰＣＵ６６０は、エンジンルーム７１０に収容されている。
【００２０】
ＰＣＵ６６０は、フロントバンパ５６０に対して車両後方に隣り合って配置されている。ＰＣＵ６６０は、車両幅方向における車両中心に対していずれか一方に片寄った位置に配置されている。ＰＣＵ６６０とフロントバンパ５６０との間には、たとえば、ラジエータ等の、ＰＣＵ６６０と比較して低剛性の構造物が配置されている。
【００２１】
モータジェネレータ５２０とＰＣＵ６６０との間は、ケーブル８１０により電気的に接続されている。ＰＣＵ６６０とバッテリ５６０との間は、ケーブル８２０により電気的に接続されている。
【００２２】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０は、動力分割機構６２０を介してディファレンシャル機構６１０に連結されている。なお、図中では、エンジン５１０、モータジェネレータ５２０、動力分割機構６２０およびディファレンシャル機構６１０が、別々に示されているが、これらの装置は一体の構造物として設けられている。ディファレンシャル機構６１０は、ドライブシャフト６３０を介して駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに連結されている。
【００２３】
モータジェネレータ５２０は、３相交流同期形の電動発電機であって、ＰＣＵ６６０から供給される交流電力によって駆動力を発生する。モータジェネレータ５２０は、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては発電機としても使用され、その発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、発電した交流電力をＰＣＵ６６０に出力する。
【００２４】
ＰＣＵ６６０は、バッテリ５６０から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０を駆動制御する。ＰＣＵ６６０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ５６０を充電する。なお、ＰＣＵ６６０の構造については、後で詳細に説明する。
【００２５】
動力分割機構６２０は、たとえばプラネタリギヤ（図示せず）を含んで構成されている。
【００２６】
エンジン５１０および／またはモータジェネレータ５２０から出力された動力は、動力分割機構６２０からディファレンシャル機構６１０を介してドライブシャフト６３０に伝達される。ドライブシャフト６３０に伝達された駆動力は、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに回転力として伝達されて、ハイブリッド自動車５００を走行させる。この場合、モータジェネレータ５２０は、電動機として作動する。
【００２７】
一方、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒもしくはエンジン５１０によってモータジェネレータ５２０が駆動される。この場合、モータジェネレータ５２０が発電機として作動する。モータジェネレータ５２０によって発電された電力は、ＰＣＵ６６０を介してバッテリ５６０に蓄えられる。
【００２８】
図２は、図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ６６０は、コンバータ７６０と、インバータ７７０と、制御装置７８０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを有する。コンバータ７６０は、バッテリ５６０とインバータ７７０との間に接続され、インバータ７７０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０と接続されている。
【００２９】
バッテリ５６０は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の２次電池である。バッテリ５６０は、発生した直流電圧をコンバータ７６０に供給し、また、コンバータ７６０から受ける直流電圧によって充電される。
【００３０】
コンバータ７６０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置７８０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続されている。リアクトルＬの一端は、バッテリ５６０の正極と接続される電源ラインＰＬ１に接続され、リアクトルＬの他端は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続されている。
【００３１】
コンバータ７６０は、リアクトルＬを用いてバッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。コンバータ７６０は、インバータ７７０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００３２】
インバータ７７０は、Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。
【００３３】
インバータ７７０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。
【００３４】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。
【００３５】
制御装置７８０は、モータトルク指令値、モータジェネレータ５２０の各相電流値、およびインバータ７７０の入力電圧に基づいてモータジェネレータ５２０の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７７０へ出力する。
【００３６】
制御装置７８０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７７０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７６０へ出力する。
【００３７】
制御装置７８０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５６０を充電するため、コンバータ７６０およびインバータ７７０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
【００３８】
ＰＣＵ６６０においては、コンバータ７６０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、バッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ７７０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。
【００３９】
インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。コンバータ７６０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００４０】
インバータ７７０に供給される電圧は、たとえば、５００Ｖ以上の高電圧であり、車両衝突時においてもインバータ７７０を保護する必要がある。
【００４１】
続いて、図１中のハイブリッド自動車５００に適用されるパワー制御ユニットの支持構造の構成について詳細に説明する。
【００４２】
図３は、この発明の実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造を示す斜視図である。図中には、図１中に示すエンジンルーム７１０の内部（エンジンルーム７１０内の車両左側部分）が示されている。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。図５は、図３中のインバータトレイを示す斜視図である。
【００４３】
図３から図５を参照して、エンジンルーム７１０の内部には、ハイブリッド自動車５００のフレーム（車枠）を構成するサイドメンバ２０が設けられている。サイドメンバ２０は、ハイブリッド自動車５００の外板として設けられたサイドパネルに隣り合って設けられている。サイドメンバ２０は、車両前後方向に延びている。サイドメンバ２０は、金属製の高剛性体であり、たとえば、筒状の高張力鋼板（ハイテン）から形成されている。ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合、図１中のフロントバンパ５６０から入力された衝撃エネルギは、サイドメンバ２０が変形することによって効率よく吸収される。
【００４４】
サイドメンバ２０は、頂面２０ａおよび内側面２０ｂを有する。頂面２０ａは、鉛直上方向に面する。内側面２０ｂは、車両の内側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側とは反対側に面する。
【００４５】
エンジンマウント３０には、図１中のモータジェネレータ５２０が吊り下げられた状態で支持されている。エンジンマウント３０は、一体に設けられた図１中のエンジン５１０およびモータジェネレータ５２０の重力を受けている。エンジンマウント３０は、金属製の高剛性体である。エンジンマウント３０は、頂面３０ａを有する。頂面３０ａは、鉛直上方向に面する。
【００４６】
エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０に連結されている。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から車両幅方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から、サイドメンバ２０が延びる方向に略直交する方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂに締結されている。
【００４７】
ＰＣＵ６６０は、その外観をなすケース体３１を有する。ケース体３１は、略直方体形状を有する。ケース体３１は、金属から形成されており、たとえば、アルミニウムから形成されている。ケース体３１は、前面３１ａ、後面３１ｂおよび外側面３１ｃを有する。前面３１ａおよび後面３１ｂは、それぞれ、車両前方側および車両後方側に面する。外側面３１ｃは、車両の外側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側に面する。
【００４８】
ＰＣＵ６６０は、頂部３２および底部３３を有する。底部３３は、後で詳細に説明するインバータトレイ５０に固定されている。歩行者保護の観点から、ＰＣＵ６６０とエンジンルーム７１０を覆うボンネットとの間の隙間を十分に確保すべく、ＰＣＵ６６０は、その頂部３２が車両前方に傾く姿勢に支持されている。
【００４９】
本実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造は、インバータトレイ５０を有する。ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０を介してサイドメンバ２０およびエンジンマウント３０に支持されている。
【００５０】
インバータトレイ５０上には、ＰＣＵ６６０が載置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と隣り合って配置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０の車両前方側に配置されている。ＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と高さ方向において重なる位置に配置されている。
【００５１】
インバータトレイ５０は、金属製の板材により形成されている。インバータトレイ５０は、ＰＣＵ６６０の重量を受ける受け皿形状を有する。インバータトレイ５０は、エンジンルーム７１０内を平面的に見て、角部５１、角部５２および角部５３を有する略三角形形状を有する。
【００５２】
インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、車両前方側から後方側に延在するように形成されている。インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、鉛直上方向に傾斜しながら延在するように形成されている。すなわち、インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３が相対的に低い位置に位置決めされ、角部５１が相対的に高い位置に位置決めされるように設けられている。角部５１は、エンジンマウント３０の頂面３０ａ上に載置され、角部５２は、サイドメンバ２０の頂面２０ａ上に載置されている。角部５３は、エンジンルーム７１０内の空間に自由端として配置されている。
【００５３】
インバータトレイ５０は、ガイド部５４を有する。ガイド部５４は、上記のインバータトレイ５０が鉛直上方向に傾斜しながら角部５１に向けて延在する部分により構成されている。
【００５４】
インバータトレイ５０は、サイドメンバ２０に対して片持ちの状態で固定されている。より具体的には、平面的に見て略三角形形状を有するインバータトレイ５０のうちの一角をなす角部５２が、ボルト１０１およびボルト１０２によってサイドメンバ２０の頂面２０ａに締結されている。
【００５５】
さらに、本実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造においては、インバータトレイ５０のガイド部５４がエンジンマウント３０に固定されている。より具体的には、インバータトレイ５０の角部５１が、ボルト１０３によってエンジンマウント３０の頂面３０ａに締結されている。インバータトレイ５０がエンジンマウント３０に固定された状態で、ガイド部５４は、エンジンマウント３０に向かって延び、その延びる先で頂面３０ａに固定されている。
【００５６】
図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【００５７】
図５から図７を参照して、インバータトレイ５０には、その剛性を向上させることを目的として、フランジ部５６およびフランジ部５７が形成されている。フランジ部５６は、角部５１と角部５３とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。フランジ部５７は、角部５１と角部５２とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。
【００５８】
インバータトレイ５０には、さらに同じ目的で、ビード部５８およびビード部５９が形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、インバータトレイ５０を形成する金属製の板材を塑性変形させることによって形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、その表面がＰＣＵ６６０に向けて突出するように形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、ガイド部５４が延びる方向、すなわち、車両前方から後方に向けて線状に延びるように形成されている。より具体的には、ビード部５８は、角部５３から角部５１に向かって線状に延び、ビード部５９は、角部５２から角部５１に向かって線状に延びるように形成されている。
【００５９】
ビード部５８は、角部５１においてエンジンマウント３０の頂面３０ａ上に達する位置まで延びている。ボルト１０３は、頭部１０４を有する（図７を参照のこと）。頭部１０４は、頂面３０ａ上に配置されている。ビード部５８は、角部５１において頭部１０４に隣り合う位置まで延びて形成されている。より好ましくは、頂面３０ａ上におけるビード部５８の高さが、頂面３０ａ上における頭部１０４の高さよりも高く設定される。
【００６０】
ハイブリッド自動車５００においては、車両が前面衝突し、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合に、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から容易に離脱する構造が採られている。以下、そのＰＣＵ６６０の離脱構造について説明する。
【００６１】
図５を参照して、インバータトレイ５０には、ボルト用孔１２１およびボルト用孔１２２が形成されている。ボルト用孔１２１は、角部５１の近傍に配置されている。ボルト用孔１２１は、角部５２および角部５３とともに三角形の角部をなす位置に配置されている。ボルト用孔１２２は、角部５２に形成されている。インバータトレイ５０には、スタッドボルト１２３が設けられている。スタッドボルト１２３は、角部５３に配置されている。
【００６２】
本実施の形態では、ボルト用孔１２１、ボルト用孔１２２およびスタッドボルト１２３が配置された３箇所で、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０に固定されており、各箇所にＰＣＵ６６０を離脱させるための構造が設けられている。
【００６３】
図８は、図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図８を参照して、本実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造は、トレイ側ブラケット６１およびＰＣＵ側ブラケット６２を有する。ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１およびＰＣＵ側ブラケット６２を介して、インバータトレイ５０の角部５３に固定されている。
【００６４】
トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に固定されている。より具体的には、トレイ側ブラケット６１は、角部５３に設けられたスタッドボルト１２３を利用してインバータトレイ５０に固定されている。トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に対して１箇所で固定されている。このため、トレイ側ブラケット６１は、過大な外力が加えられた場合に、スタッドボルト１２３によって固定された位置を支点に回動可能となるように設けられている。
【００６５】
ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０に固定されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２は、ボルト１１３およびボルト１１４によりＰＣＵ６６０に固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ケース体３１の前面３１ａに固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０の底部３３に固定されている。
【００６６】
トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、過大な外力を受けた場合に分離可能となるように結合されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２には、ボルト用孔１１８が形成されている。ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲をＰＣＵ側ブラケット６２の周縁に開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲を切り欠いた形態により形成されている。トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、ボルト用孔１１８に挿通されたボルト１１２によって互いに固定されている。
【００６７】
図９は、図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図９を参照して、ＰＣＵ６６０には、バー７１と、バー７１に溶接されたブラケット７２とが固定されている。ＰＣＵ６６０は、バー７１およびブラケット７２を介して、インバータトレイ５０の角部５１の近傍に固定されている。
【００６８】
バー７１は、ケース体３１の後面３１ｂに固定され、ブラケット７２は、バー７１から車両後方に向けて延出するように設けられている。ブラケット７２には、ボルト用孔１１７が形成されている。ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲がブラケット７２の周縁まで開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲を切り欠いた形態により形成されている。ブラケット７２は、ボルト用孔１１７と、図５中のボルト用孔１２１とに挿通されたボルト１１６によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００６９】
図１０は、図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図１０を参照して、ＰＣＵ６６０には、ブラケット８１が固定されている。ＰＣＵ６６０は、ブラケット８１を介して、インバータトレイ５０の角部５２に固定されている。
【００７０】
ブラケット８１は、ケース体３１の外側面３１ｃに固定され、外側面３１ｃから車両側方に向けて延出するように設けられている。ブラケット８１には、ボルト用孔１３２が形成されている。ボルト用孔１３２は、孔の車両前方側に薄肉部８２を形成する形態により形成されている。ブラケット８１は、ボルト用孔１３２と、図５中のボルト用孔１２２とに挿通されたボルト１３１によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００７１】
ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合、ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０から容易に離脱する。
【００７２】
すなわち、図８中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５１に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、トレイ側ブラケット６１が矢印１５２に示す方向に回転する。これにより、ボルト１１２がボルト用孔１１８の切り欠き部分を通じてＰＣＵ側ブラケット６２と分離する。結果、角部５３において、ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１をインバータトレイ５０に残し、ＰＣＵ側ブラケット６２を引き連れたまま、インバータトレイ５０から離脱する。
【００７３】
図９中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５３に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１１６がボルト用孔１１７の切り欠き部分を通じてブラケット７２と分離する。結果、角部５１の近傍において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７４】
図１０中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５４に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１３１がブラケット８１の薄肉部８２を破断しながらブラケット８１と分離する。結果、角部５２において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７５】
なお、ＰＣＵ６６０の離脱構造は、以上に説明した構造に限定されず、一定以上の外力がＰＣＵ６６０に加わった場合にＰＣＵ６６０をインバータトレイ５０から容易に離脱可能とする構造が適宜、採用される。
【００７６】
図１１は、比較のためのパワー制御ユニットの支持構造を示す側面図である。図１１を参照して、本比較例においては、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ１５０により支持されている。インバータトレイ１５０は、エンジンマウント３０に固定されていない。
【００７７】
このような構成の場合、インバータトレイ１５０は、サイドメンバ２０に片持ち支持されるのみである。このため、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合に、ガイド部５４がエンジンマウント３０の下側に落ち込むようにインバータトレイ１５０が変形する。これにより、車両後方へと移動するＰＣＵ６６０がエンジンマウント３０と衝突するおそれが生じる。
【００７８】
図４を参照して、一方、本実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造においては、インバータトレイ５０がサイドメンバ２０に加えてエンジンマウント３０に固定されている。このような構成により、インバータトレイ５０が車両本体に対して確実に固定されるため、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時にインバータトレイ５０の変形を抑制することができる。これにより、ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０から離脱したあと、ガイド部５４上を移動しながらエンジンマウント３０の頂面３０ａ上へと案内されることになり、ＰＣＵ６６０の離脱後の軌跡を定めることができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、インバータトレイ５０に形成されたビード部５８が、角部５１においてエンジンマウント３０の頂面３０ａ上に達する位置まで延びている。このような構成により、頂面３０ａ上まで移動したＰＣＵ６６０がボルト１０３の頭部１０４によってその移動を妨げられることを抑制できる。
【００８０】
以上に説明した、この発明の実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造の構成についてまとめて説明すると、パワー制御ユニットの支持構造は、車両としてのハイブリッド自動車５００に搭載され、電力の制御を行なうパワー制御ユニット（ＰＣＵ）６６０と、ＰＣＵ６６０が載置され、ハイブリッド自動車５００のサイドメンバ２０に対して片持ちの状態で固定されるトレイとしてのインバータトレイ５０と、インバータトレイ５０に隣り合って設けられ、ハイブリッド自動車５００の駆動源５３０を支持する支持部材としてのエンジンマウント３０とを備える。インバータトレイ５０は、ＰＣＵ６６０に外力が加わった場合にＰＣＵ６６０を所定の方向に案内するガイド部５４を有する。ガイド部５４は、エンジンマウント３０に固定される。
【００８１】
このように構成された、この発明の実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造によれば、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合に、ＰＣＵ６６０をガイド部５４によって意図した方向に移動させることができる。これにより、ＰＣＵ６６０とエンジンマウント３０との衝突を回避し、ＰＣＵ６６０を適切に保護することができる。
【００８２】
また、図５中に示すように、本実施の形態におけるパワー制御ユニットの支持構造においては、エンジンマウント３０がサイドメンバ２０に固定される位置と、インバータトレイ５０がサイドメンバ２０に固定される位置と、ガイド部５４がエンジンマウント３０に固定される位置とが、それぞれ三角形の角部に配置される。このような構成により、インバータトレイ５０に載置されたＰＣＵ６６０を、サイドメンバ２０、エンジンマウント３０およびインバータトレイ５０からなる三角形の枠体により支持することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、エンジンとバッテリとを備えるハイブリッド自動車に本発明を適用したが、これに限定されず、燃料電池とバッテリとを備える燃料電池ハイブリッド自動車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）、または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に本発明を適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
この発明は、主に、駆動源としてモータを備えるハイブリッド自動車や電気自動車に適用される。
【符号の説明】
【００８６】
２０  サイドメンバ、３０  エンジンマウント、３０ａ  頂面、３１  ケース体、５０  インバータトレイ、５１，５２，５３  角部、５４  ガイド部、５８，５９  ビード部、１０３  ボルト、１０４  頭部、５００  ハイブリッド自動車、５１０  エンジン、５２０  モータジェネレータ、５３０  駆動源、７１０  エンジンルーム。
【図１】
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【図２】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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