(57)【要約】【課題】フロントコンパートメント内に配置された電力コントローラが受ける衝突時の衝撃を軽減する技術を提供する。【解決手段】自動車１００は、フロントコンパートメント内に、電力コントローラ４とデバイス２を備えている。電力コントローラ４とデバイス２は自動車横方向に並んで配置される。電力コントローラ４の角部又は突起が、デバイス２の側面に面している。自動車が衝突した際、デバイス２の側面が電力コントローラ４の角部に接触する。デバイス２の側面は電力コントローラ４の角部よりも弱いので、デバイス２が先に壊れる。デバイス２が緩衝材となり、電力コントローラ４が被るダメージが低減される。
2013014745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用モータに電力を供給する電力コントローラと、
デバイスと、
を備えており、
電力コントローラとデバイスがフロントコンパートメント内で自動車横方向に並んで配置されており、
電力コントローラの角部又は突起が、デバイスの側面に面するように電力コントローラとデバイスが配置されていることを特徴とする自動車。
【請求項２】
デバイスの側面に面している複数の角部又は複数の突起がある場合、最前に位置する角部又は突起が、自動車側面視においてデバイスの側面に面していることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
電力コントローラの前上に位置する角部が、デバイスの側面に面していることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車。
【請求項４】
デバイスは、電力コントローラよりも自動車中心線から遠くに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項５】
前記角部又は前記突起がデバイスの側面の略中央に面していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項６】
電力コントローラは、前側が後側よりも低く前傾して配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項７】
デバイスの側面は、第１強度の領域と、強度が第１強度よりも低い第２強度の領域を有しており、前記角部又は突起が、第２強度の領域に面していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項８】
電力コントローラは、デバイスの最大許容電圧よりも高い電圧を用いるデバイスであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項９】
電力コントローラは、ドライブトレインの上に固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１０】
前記ドライブトレインは、第１モータの主軸と第２モータの主軸とデファレンシャルギアのシャフトが平行に伸びている複軸トランスアクスルであることを特徴とする請求項９に記載の自動車。
【請求項１１】
前記ドライブトレインは前方が後方よりも低い傾斜上面を有しており、電力コントローラがその傾斜上面に取り付けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の自動車。
【請求項１２】
電力コントローラは、車両駆動用モータに交流を供給するインバータを含んでいることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１３】
電力コントローラは、容量が１００ファラド以上のコンデンサを含む、又は、前記コンデンサと接続されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１４】
電力コントローラは、衝撃を受けたときに、電力を貯めておく蓄電デバイスを放電する緊急放電回路を備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１５】
デバイスは、出力電圧が５０ボルト以下のバッテリであることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１６】
デバイスは、自動車のフレームのサイドフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用のモータ（走行用のモータ）を備える自動車に関する。本発明は、特に、ハイブリッド車を含む電気自動車に関する。本明細書における「自動車」は、燃料電池車も含む。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントコンパートメント（エンジンコンパートメントともいう）内にはエンジンやモータ、及び、それらのコントローラなど、様々なデバイスが搭載される。自動車が障害物と衝突した際、フロントコンパートメント内のデバイスは大きなダメージを受ける可能性がある。デバイス群の配置や、デバイスの支持構造を改良し、衝突によってデバイスが受けるダメージを軽減する様々な技術が提案されている。【０００３】
特許文献１には、バッテリの後方に配置されたリレーボックスが衝突の衝撃によってフロントコンパートメント内から飛び出す自動車が開示されている。その技術は、衝突時にリレーボックスを放出することによって、バッテリが動くことのできる空間を確保する。衝突時にバッテリを動き易くすることによって衝突の衝撃が吸収される。【０００４】
また、特許文献２には、衝突の際に、フロントコンパートメント内のインバータの損傷を減じる技術が開示されている。特許文献２の技術は、衝突の衝撃でインバータが動くことを許容する。特許文献２の技術は、衝突の際にインバータを動き易くすることで、インバータが他の部材とぶつかったときの衝撃を低減する。インバータは、電気自動車やハイブリッド車にとって重要な部品であり、特に衝撃から保護する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６２２５４号公報
【特許文献２】特開２００９−９０８１８号公報
【発明の概要】
【０００６】
特許文献１の技術の特許文献２の技術も、デバイスを動き易くすることで、デバイスが受けるダメージを軽減する。しかし、特許文献１に開示された技術は、リレーボックスを飛び出させる機構が必要である。また、特許文献２に開示された技術は、通常はインバータを強固に固定するが、衝撃を受けたときにはインバータが容易に動くことを許容する機構が必要である。いずれの技術も、特殊な機構を必要とし、コストが嵩む。本明細書が開示す技術は、特許文献１や２に開示された技術とは全く異なるコンセプトに基づき、フロントコンパートメント内のデバイス、特に、駆動用モータを備える自動車に不可欠な電力コントローラを保護する技術を提供する。
【０００７】
自動車の電力コントローラは、車両駆動用モータへ電力を供給する。即ち、電力コントローラは、車両駆動用モータに供給する大電力を扱う。従って、電力コントローラには、自動車が衝突した後、残っている電力を速やかに放出することが求められる。具体的には、電力コントローラは、モータ駆動電流を平滑化する大容量コンデンサを用いる。自動車が衝突した際、電力コントローラは、衝突の衝撃から生き延び、大容量コンデンサを速やかに放電できることが好ましい。あるいは、燃料電池車の場合、電力コントローラは、燃料電池が発生する電気エネルギを速やかに放出できることが好ましい。電力コントローラが衝突から生き延びれば（少なくとも衝突後の数秒でも生き残れば）、緊急放電回路でコンデンサ（あるいは燃料電池）を放電することができる。そのためには、自動車が衝突する際の電力コントローラが被るダメージを低減することが必要である。
【０００８】
本明細書が開示する技術は、電力コントローラと他のデバイスがぶつかるとき、他のデバイスが電力コントローラよりも壊れ易いフロントコンパートメント内デバイスレイアウトを提供する。本明細書が開示する技術は、電力コントローラのケースに着目する。ケースは、多面体（典型的には６面体）であり、角部を有する。角部は平面よりも強度が高い。それゆえ、自動車が衝突する際、電力コントローラの角部が他のデバイスの平坦面にぶつかるように、電力コントローラと他のデバイスを配置すれば、他のデバイスは壊れても電力コントローラが生き延びる可能性を高めることができる。同様の利点は、電力コントローラのケースに突起を設け、その突起を他のデバイスの平坦面に面するように、電力コントローラと他のデバイスを配置する。そのようなレイアウトにより、電力コントローラに加わる衝撃を低減する。本明細書が開示する技術は、特別な機構なしに、電力コントローラに加わる衝撃を低減することができる。
【０００９】
以下、説明を簡単にするため、電力コントローラ以外のデバイスを単に「デバイス」と称する。本明細書が開示する技術の一態様では、フロントコンパートメント内において、電力コントローラの斜め前方にデバイス（電力コントローラ以外のデバイス）を配置する。さらに、電力コントローラの角部あるいは突起が、デバイスの平坦な側面に対向するように、電力コントローラとデバイスを配置する。そのようなレイアウトは以下の利点を提供する。まず、本明細書が開示する技術を採用した自動車がその正面から障害物（例えば他の自動車）に衝突した場合、デバイスは電力コントローラよりも先に障害物に衝突する。デバイスは壊れるかもしれないが、衝突の衝撃を吸収する。従って電力コントローラに加わる衝撃が緩和される。また、障害物が斜め前方から自動車に衝突した場合、デバイスは障害物に押されて移動し、電力コントローラと接触する。このとき、デバイスの平坦な側面が、電力コントローラの角部あるいは突起にぶつかる。平坦な側面は角部や突起よりもへこみ易い。即ち、電力コントローラとデバイスがぶつかった場合、デバイスの側面が先に潰れる。電力コントローラと障害物との間でデバイスが潰れ、これによって電力コントローラに加えられる衝撃が緩和される。本明細書が開示する技術は、デバイスを、電力コントローラと障害物との間で壊れ易い位置関係で配置することにより、電力コントローラへのダメージを低減する。本明細書が開示する技術は、コストの嵩む特別な機構を要しない。
【００１０】
デバイス（電力コントローラ以外のデバイス）の典型は、電力コントローラへ電力を供給するバッテリ（電力コントローラ内の電気回路を駆動するための電力を供給するバッテリ）である。電力コントローラへ電力を供給するバッテリの多くは、樹脂製のケースを備える（電力コントローラのケースは金属製であることが多い）。さらにケースの側面は平坦である。従って、電力コントローラのケースよりも柔らかく、なおかつ、平坦な側面を有するバッテリは、電力コントローラへのダメージを軽減するための緩衝材として好適である。なお、電力コントローラは、電力コントローラへ電力を供給するバッテリよりも高電圧を扱うので、「高電圧デバイス」に分類することができる。逆に、コントローラ内の電気基板へ電力を供給するバッテリは、「低電圧デバイス」に分類することができる。本明細書で用いる「高電圧デバイス」とは、５０Ｖを超える電圧を使うデバイスを意味し、「低電圧デバイス」とは、５０Ｖを下回る電圧を扱うデバイスを意味する。なお、「高電圧デバイス」と「低電圧デバイス」を区別する「５０Ｖ」は一つの目安であり、これに限られるものではない。また、電力コントローラを守るデバイスは、バッテリに限定されない。例えば、リレーボックス、エアコンのコンプレッサなども、デバイスの候補になり得る。
【００１１】
以上、本明細書が開示する発明の原理を説明した。本発明のさらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】フロントコンパートメント内部のデバイスレイアウトを示す模式的斜視図である。
【図２】フロントコンパートメント内部のデバイスレイアウトを示す模式的平面図である。
【図３】電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す側面図である。
【図４】電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す正面図である。
【図５】衝突直後の電力コントローラとサブバッテリの位置関係を模式的に示す。
【図６】第２実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（斜視図）。
【図７】第２実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（側面図）。
【図８】第２実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（正面図）。
【図９】第３実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（斜視図）。
【図１０】第４実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（斜視図）。
【図１１】第４実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（平面図）。
【図１２】第４実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（正面図）。
【図１３】第４実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（側面図）。
【図１４】第５実施例の電力コントローラとサブバッテリのレイアウトを示す（平面図）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、フロントコンパートメント内に搭載されるデバイス群と電力コントローラについて説明しておく。車両駆動用モータの電力コントローラは、フロントコンパートメント内に搭載される最も重要なデバイスの一である。電力コントローラは車両駆動用モータへの供給電力を制御する（電力そのものは、大容量バッテリから電力コントローラへ供給される）。従って電力コントローラは大電力を扱う。コントローラが扱う電力は、衝突直後に放電することが好ましい。また、燃料電池は水素が発生するため、衝突直後に水素を放出することが好ましい。以下、簡単のため、「車両駆動用モータ」を単に「モータ」と称する。
【００１４】
大出力のモータを駆動するため、電力コントローラは、電流の平滑化フィルタとしてコンデンサを使う。モータ駆動電流平滑化フィルタ用のコンデンサは、トータルで概ね１００ファラド以上であり、大容量である。衝突後、コンデンサに大電力を蓄積したままであると、漏電の可能性がある。そこで、電力コントローラは、コンデンサを放電する緊急放電回路（放電抵抗を含むことがあってもよい）を有することが好ましい。そして、衝突後にわずかな時間でも電力コントローラが生き延びることができれば、緊急放電回路が作動し、漏電を回避できる。従って、衝突時に電力コントローラのダメージを低減することは重要である。
【００１５】
他方、フロントコンパートメント内にはバッテリが配置される。このバッテリは、電気回路、ヘッドライト、ルームライト、パワウインドウ用モータ、ワイパ用モータなどを駆動する電源である。なお、ハイブリッド車や電気自動車では、モータ（車両駆動用モータ）に電力を供給するための大容量バッテリ（燃料電池を含む）と区別するため、電気回路等に電力を供給するバッテリは、補機バッテリ、アクセサリバッテリ、あるいは、auxiliary batteryと呼ばれる。モータに電力を供給するための大容量バッテリは概ね５０Ｖを超える電力を供給するが、電気回路等に電力を供給するバッテリは、概ね５０Ｖ未満の電力を供給する。以下、本明細書では、モータの駆動電力を供給するバッテリをメインバッテリと称し、電気回路等に電力を供給するバッテリをサブバッテリ、あるいは単にバッテリと称する。サブバッテリは、前述の電力コントローラの近くに配置されることがある。重要なデバイスである電力コントローラ内の電気回路もサブバッテリから電力の供給を受けるため、電力コントローラは他のデバイスよりもサブバッテリに近いことが好ましいからである。電力コントローラとサブバッテリを隣接して配置すると、自動車の衝突時、電力コントローラとサブバッテリが相互に衝突する可能性がある。
【００１６】
次に、本明細書が開示する技術の特徴のいくつかを説明する。本明細書が開示する教示の一側面は、電力コントローラとバッテリがぶつかる際、電力コントローラよりもバッテリが壊れ易いようにそれらの配置を定めることにある。本明細書が開示する一実施形態は、バッテリを電力コントローラよりも前に配置するとともに、電力コントローラの前方の角部がバッテリの平坦な側面（バッテリケースの側面）に面するように、バッテリと電力コントローラを配置する。あるいは、電力コントローラのケースに突起を設け、その突起がバッテリの平坦な側面に面するように電力コントローラとバッテリを配置する。バッテリの平坦な側面に電力コントローラの角部あるいは突起がぶつかれば、バッテリが先に壊れる。バッテリが衝突の衝撃を吸収し、電力コントローラへのダメージを低減する。なお、上記の特徴は、電力コントローラの角部又は突起が、自動車側面視において、バッテリの側面とオーバーラップしている、と表現することもできる。
【００１７】
本明細書が開示する技術の好ましい態様では、電力コントローラの角部あるいは突起は、バッテリ側面の外側輪郭線よりも内側でバッテリの平坦な側面に面するのがよい。さらに好ましくは、角部あるいは突起は、バッテリの平坦な側面のほぼ中央に面することが好ましい。バッテリ側面の輪郭よりも内側の領域の方が輪郭部分よりも強度が低く、さらに側面中央が最も強度が低い。バッテリ（バッテリケース）の強度が低い領域に角部又は突起を当てることで、バッテリを壊れ易く、逆に電力コントローラを壊れ難くする。なお、この特徴は、バッテリ側面が、第１強度の領域と、強度が第１強度よりも低い第２強度の領域を有しており、電力コントローラの角部又は突起が、第２強度の領域に面している、と表現することもできる。別の例では、第１強度の領域は金属製のフレームであり、第２強度の領域は樹脂製のバッテリケースである。
【００１８】
バッテリに面する複数の角部又は突起がある場合は、最前に位置する角部又は突起が、自動車側面視においてバッテリの側面とオーバーラップしているのがよい。ここで、「最前に位置する角部又は突起」とは、バッテリに面する複数の角部又は突起のうち、自動車の前端に最も近く位置する角部又は突起という意味である。自動車衝突時に相対的に強く接触するのがバッテリに面している角部又は突起のうち最前の角部（突起）であるからである。また、電力コントローラの前上に位置する角部が、デバイスの側面に面していることも好適である。ここで、「前上」とは、車両の前端に近い側の上部という意味である。
【００１９】
バッテリが衝突の衝撃を吸収するためには、バッテリが電力コントローラよりも自動車横方向の外側に位置しているのが好ましい。別言すれば、バッテリは、電力コントローラの自動車中心線から遠い側に置かれることが好ましい。バッテリを電力コントローラよりも外側に配置することによって、自動車に衝突する障害物と電力コントローラの間にバッテリが位置することになる。そのようなレイアウトによれば、自動車が障害物に衝突する際、電力コントローラよりも先にバッテリが衝撃を受ける可能性が極めて高くなる。即ち、そのようなレイアウトは、バッテリが緩衝材となり、電力コントローラに加わるダメージを低減することができる。以下、図面を参照して本明細書が開示する技術の好適な実施例を説明する。
【００２０】
（第１実施例）図１と図２は、第１実施例の車両１００のフロントコンパートメント５内部のデバイスレイアウトの一例を示す模式的斜視図と模式的平面図である。なお、全ての図において、Ｘ軸が車両の前方に対応し、Ｙ軸が車両の横方向に対応し、Ｚ軸が車両の上方（鉛直上方）に対応する。
【００２１】
まず、フロントコンパートメント内に搭載されるデバイス群を説明する。車両１００は、エンジンとモータを備えるハイブリッド車である。フロントコンパートメント５内に搭載される主要なデバイスは、エンジン８、モータとプラネタリギアとデフを含むドライブトレイン６、サブバッテリ２、ラジエータ９、電力コントローラ４である。その他、符号９２はリレーボックスを示し、符号９４はエアコンのコンプレッサを示す。エンジン８とドライブトレイン６は、車両のフレームを構成するサイドフレーム１２（サイドメンバ）に固定されている。ラジエータ９はフレームの一部を構成するフロントフレーム１４（フロントバンパリインフォースメント）に固定されている。車両のボディ９０も、サイドフレーム１２とフロントフレーム１４に支持される。また、サブバッテリ２は、スペーサ１３を介してサイドフレーム１２に固定される。
【００２２】
フロントコンパートメント５内のサブバッテリ２は、１２Ｖの電圧を出力する。サブバッテリ２は、エアコンやワイパ、ヘッドライト、電力コントローラ４内の電気回路へ電力を供給する。モータへの駆動電力を供給するメインバッテリは、フロントコンパートメント５ではなく、リアコンパートメント（ラゲッジルーム）、あるいは、後部座席の下部に配置される。メインバッテリの出力は５０Ｖを超える（多くのメインバッテリの出力電圧は２００Ｖ程度である）。一般に、モータ（車両駆動用モータ）へ供給する高電圧電力（５０Ｖを超える電圧）以外の低電圧電力（概ね５０Ｖ未満の電圧）を電気回路やパワステアリング等へ供給するサブバッテリ２は、アクセサリバッテリ、あるいは、auxiliary batteryと呼ばれることがある。
【００２３】
車両１００はハイブリッド車両であり、ドライブトレイン６の内部には、モータジェネレータとプラネタリギアとデフが備えられている。プラネタリギアは、エンジンの出力とモータの出力を切り換えたり、あるいは両者を加えてデフに伝達する。ドライブトレイン６は、パワートレイン、あるいは、トランスアクスルと呼ばれることもある。
【００２４】
ドライブトレイン６内のモータを制御するための電力コントローラ４は、ドライブトレイン６の上面に固定されている。この配置は、電力コントローラ４とドライブトレイン６内のモータとを連結する高電圧の導線の長さを短くできるという利点を有する。電力コントローラ４は、メインバッテリから供給される電圧を変圧した後に交流に変換し、モータへ供給する。即ち、電力コントローラ４には、ＤＣＤＣコンバータと、インバータが備えられている。また、電力コントローラ４は、ブレーキング時の減速エネルギを電気エネルギに変換する機能も備える。減速エネルギから得られる電力は回生エネルギと呼ばれる。回生エネルギは、メインバッテリに蓄えられる。
【００２５】
電力コントローラ４内には、ＤＣＤＣコンバータの出力やインバータ出力を平滑化するコンデンサ８０が内蔵されている。通常、そのようなコンデンサは、１００ファラド以上の容量を有する。さらに、電力コントローラ４の内部には、衝撃を検知するとコンデンサ８０を放電する緊急放電回路８２が備えられている。
【００２６】
電力コントローラ４内部の電子回路は、サブバッテリ２から供給される１２Ｖ電圧で駆動される。しかし上述したように、メインバッテリから供給される高電圧電力も電力コントローラ４に供給される。別言すれば、電力コントローラ４は、サブバッテリ２の最大許容電圧よりも高い電圧を用いるデバイスである。電力コントローラ４は、５０Ｖを超える電圧を扱う高電圧デバイスの一種であり、サブバッテリ２は、５０Ｖ未満の電圧を扱う低電圧デバイスの一種である。
【００２７】
車両１００の特徴の一つは、電力コントローラ４とサブバッテリ２のレイアウトにある。図２に示されているように、サブバッテリ２と電力コントローラ４は自動車横方向に並んで配置されている。また、サブバッテリ２は、車両１００の中心線ＣＬに対して、電力コントローラ４よりも遠い側に位置する。別言すれば、サブバッテリ２は、電力コントローラ４の車両横方向外側に位置する。図２の符号Ｙ１は、中心線ＣＬから電力コントローラ４の横方向最外側の位置を示す。サブバッテリ２は、電力コントローラ４の車両横方向外側位置Ｙ１よりも外側に位置する。
【００２８】
図３に、側方（Ｙ軸方向）から見た電力コントローラ４とサブバッテリ２のレイアウトを示し、図４に、正面（Ｘ軸方向）から見たレイアウトを示す。図２の符号Ｘ１は、電力コントローラ４の最前端の位置を示し、符号Ｘ２は、サブバッテリ２の最前端の位置を示す。図２のとおり、サブバッテリ２の最前端の位置Ｘ２は、電力コントローラ４の最前端の位置Ｘ１よりも前である。また、電力コントローラ４の最前端の位置Ｘ１は、ドライブトレイン６の最前端の位置よりも後ろである。
【００２９】
図３、図４から明らかな通り、電力コントローラ４の前方の角部４ａが、サブバッテリ２の側面２ａのほぼ中央に面するように、電力コントローラ４とサブバッテリ２が配置される。別言すれば、図３から明らかなとおり、車両を側面視したとき（Ｙ軸方向から見たとき）、電力コントローラ４の前側の角部４ａがサブバッテリ２の側面２ａとオーバーラップする。なお、サブバッテリ２はスペーサ１３を介してサイドフレーム１２に支持されている。スペーサ１３の高さによって、角部４ａが側面２ａのほぼ中央に位置するようにサブバッテリ２の高さが調整される。
【００３０】
サブバッテリ２の全体は樹脂製のケースで覆われており、ケースの側面は平坦である。サブバッテリ２の上部には金属のフレーム２ｂが取り付けられている。金属製のフレーム２ｂは、その強度がケースよりも高い。サブバッテリ２の側面は、第１強度の金属フレーム領域と、強度が第１強度よりも低い第２強度のケース領域を有しており、角部４ａはケース領域に面している。
【００３１】
電力コントローラ４とサブバッテリ２の上記レイアウトの利点を説明する。上記のレイアウトは、車両が他の物体（障害物）と衝突した際、電力コントローラ４が被るダメージを軽減する。図５に、衝突直後の電力コントローラ４とサブバッテリ２の位置関係を示す。図５は、矢印Ｆが示す方向から障害物がぶつかった場合を想定している。矢印Ｆの方向は、図２の矢印Ｆの方向に相当する。図２の通り、この状況は、車両の斜め前方から障害物がぶつかることを想定している。矢印Ｆの方向から障害物がぶつかると、サブバッテリ２は電力コントローラ４と障害物に挟まれる。また、矢印Ｆの方向から障害物がぶつかると、サブバッテリ２の側面２ａのほぼ中心が電力コントローラ４の角部４ａとぶつかる。角部４ａと平坦な側面２ａでは、構造的に、角部４ａが側面２ａよりも強度が高い。さらにまた、サブバッテリ２のケースは樹脂で作られており、電力コントローラ４のケースは金属（アルミニウム）で作られている。電力コントローラ４のケースの材質（金属）の材質強度はサブバッテリ２のケースの材質よりも高い。そのため、図５に示すように、サブバッテリ２の側面２ａは、衝突によりへこむ。サブバッテリ２のこの変形は、衝突の衝撃を吸収する。その結果、電力コントローラ４が被るダメージが軽減される。
【００３２】
電力コントローラ４は、閾値以上の衝撃（又は加速度）が加わると、緊急放電回路８２を作動させ、コンデンサ８０を放電する。なお、緊急放電回路８２は、小型の蓄電素子を備えており、サブバッテリ２からの電力供給が途絶えても作動することができる。上記のとおり、電力コントローラ４が被る衝撃が軽減されるので、衝突の際、電力コントローラ４が壊れる可能性が低減される。また、激しい衝突の場合でも、サブバッテリ２が緩衝材となるので、電力コントローラ４が壊れるまでに僅かな時間が確保される。たとえ僅かでも生き延びる時間が長くなれば、電力コントローラ４は壊れる前に緊急放電回路８２を作動させることができる。即ち、上記のレイアウトは、高電圧デバイスの衝突安全性の向上に寄与する。
【００３３】
なお、正面から障害物がぶつかった場合は、サブバッテリ２は、電力コントローラ４と干渉することなく、後方へ移動する。また、電力コントローラ４よりも先にドライブトレイン６の先端が障害物にぶつかる。この場合は、ドライブトレイン６が電力コントローラ４の被るダメージを軽減する。
【００３４】
（第２実施例）第２実施例は、ドライブトレインの形状と、電力コントローラのレイアウトが第１実施例とは異なる。ドライブトレイン２０６と電力コントローラ２０４以外は第１実施と同じであるので、図１、図２に対応する第２実施例の図は省略する。図６に、第２実施例におけるドライブトレイン２０６、電力コントローラ２０４、及び、サブバッテリ２のレイアウトの斜視図を示す。図７と図８はそれぞれ、そのレイアウトの側面図（Ｙ軸方向から見た図）と正面図（Ｘ軸方向から見た図）である。
【００３５】
第２実施例のドライブトレイン２０６は、通称複軸タイプと呼ばれるハイブリッド用トランスアクスルである。このドライブトレイン２０６は、２個のモータ（あるいはモータジェネレータ）とデフギアを内蔵する。２個のモータの主軸２０６ａ、２０６ｂと、デブの軸２０６ｃは、平行に伸びている。また、図６、図７の座標系から明らかなとおり、ドライブトレイン２０６は、それら軸２０６ａ、２０６ｂ、及び、２０６ｃが、車両の横方向（Ｙ軸方向）に伸びるように配置される。図７に示す通り、ドライブトレイン２０６は、側面から見て、前下がりの上面を有している、この前下がりの上面は、３本の軸２０６ａ、２０６ｂ、及び、２０６ｃを有する複軸タイプのドライブトレインに特有である。
【００３６】
電力コントローラ２０４は、前下がりの上面に固定される。即ち、電力コントローラ２０４は、前側が後側よりも低く、前傾にて配置される。図６乃至図８から明らかなとおり、第２実施例では、電力コントローラ２０４の２個の前側角部２０４ａ、２０４ｂがサブバッテリ２の側面２ａに面している。２個の角部のうち、最前の角部２０４ａ（前上の角部２０４ａ）が、サブバッテリ２の側面２ａのほぼ中央に対向している。なお、「最前の角部」とは、サブバッテリ２に面する複数の角部のうち、自動車の前端に最も近く位置する角部又は突起ということである。衝突時、サブバッテリ２に対向する角部のうち、最前の角部２０４ａが、最初にサブバッテリ２の平坦な側面２ａに接触する。衝突時、最前の角部２０４ａがサブバッテリ２の最も柔らかい側面２ａの中央に接触し、その結果、サブバッテリ２が壊れる。第２実施例のレイアウトも、衝突時にサブバッテリ２が緩衝材として機能し、電力コントローラ２０４のダメージを軽減する。電力コントローラ４の最前の角部４ａは、平坦な側面２ａに面しており、側面２ａよりも硬いフレーム２ｂに面していない点に留意されたい。特に、電力コントローラ２０４が前下がりの姿勢で配置され、前上の角部２０４ａがサブバッテリ２の平坦な側面２ａに面しているという位置関係は、衝突時、側面２ａに角部２０４ａが点接触するので、角部２０４ａが側面２ａを破壊し易いという利点を与える。なお、「電力コントローラの前上の角部」とは、電力コントローラにおいて、車両の前端に近い側の上部の角部という意味である。
【００３７】
（第３実施例）第３実施例は、第１実施例の電力コントローラ４に、プロテクタ３０１を付加したことが第１実施例と異なる。第３実施例の車両は、プロテクタを除き、第１実施例と同様である。それゆえ、図１、図２に対応する第３実施例の図は省略する。図９に、第３実施例におけるドライブトレイン６、電力コントローラ４、及び、サブバッテリ２のレイアウトの斜視図を示す。図９に示すように、電力コントローラ４は、サブバッテリ２に対向する面にプロテクタ３０１を備える。プロテクタ３０１は、金属製の板で作られている。プロテクタ３０１は、電力コントローラ４の角部４ａを覆っている。プロテクタ３０１は、電力コントローラ角部４ａに対応するプロテクタ角部３０１ａがサブバッテリ２の側面２ａに対向するように配置される。第３実施例のレイアウトでは、衝突の際、角部３０１ａが側面２ａに接触する。衝撃力が大きい場合、角部３０１ａによりサブバッテリ２が破壊される。サブバッテリ２が壊れることにより、電力コントローラ４が被るダメージが軽減される。プロテクタ３０１は電力コントローラ４のケースに固定される。プロテクタ３０１を備えることは、電力コントローラ４のケースの厚みを大きくすることと等価である。従って、プロテクタ３０１は電力コントローラのケースの一部であると見なせることに留意されたい。即ち、プロテクタ３０１の角部３０１ａは、電力コントローラのケースの角部に相当する。
【００３８】
（第４実施例）第４実施例では、電力コントローラはそのケース外側に突起を備える。図１０に、第４実施例の電力コントローラ４０４とサブバッテリ２のレイアウトの斜視図を示す。図１１、図１２、図１３は、それぞれ、そのレイアウトの平面図、正面図、側面図を示す。電力コントローラ４０４は、サブバッテリ２の側面２ａに面する突起４０４ｂを備える。突起４０４ｂは、電力コントローラ４０４の側面に設けられている。図１１〜図１３から明らかなとおり、突起４０４ｂは、側面２ａのほぼ中央に向かって伸びている。なお、サブバッテリ２は、第１実施例のスペーサ１３なしに、サイドフレーム１２に固定されている。これは、側面２ａの中央の高さを、突起４０４ｂの高さに合わせるためである。第４実施例のレイアウトでは、衝突の際、突起４０４ｂがサブバッテリ２の側面中央に接する。衝突の衝撃が大きい場合、突起４０４ｂがサブバッテリ２を破壊する。車両の衝突の際、サブバッテリ２が電力コントローラ４０４よりも先に壊れる。サブバッテリ２が緩衝材となり、電力コントローラ４０４が被るダメージが軽減される。
【００３９】
なお、第４実施例では、電力コントローラ４０４の前上の角部４０４ａは、サブバッテリ２の金属フレーム２ｂに面している。角部４０４ａは、フレーム２ｂを破壊できなくともよい。突起４０４ｂがサブバッテリ側面の柔らかい部分（側面中央）にぶつかり、サブバッテリ２が破壊される。
【００４０】
（第５実施例）図１４に、第５実施例における電力コントローラ４とサブバッテリ５０２のレイアウト（平面図）を示す。サブバッテリ５０２は、曲がったサイドフレーム５１２に固定されている。図１４のレイアウトでは、サブバッテリ５０２の一部は、電力コントローラ４の側方に位置し、残りの部分は電力コントローラ４の前方に位置する。図１４に示されるように、「電力コントローラとデバイスがフロントコンパートメント内で自動車横方向に並んで配置されている」という表現は、デバイス（サブバッテリ５０２）の一部が電力コントローラ４の側方に位置し、デバイスの残りの部分が電力コントローラ４の前方に位置するレイアウトを含み得る。
【００４１】
本明細書が開示する技術に関する留意点を述べる。実施例におけるサブバッテリが、「電力バッテリ以外のデバイス」の一例に相当する。「電力バッテリ以外のデバイス」は、サブバッテリに限られない。例えば、リレーボックスやエアコンのコンプレッサも、「電力コントローラ以外のデバイス」の候補である。
【００４２】
それでも本明細書が開示する技術においては、バッテリ（サブ）が「デバイス」として好適である。バッテリは、側面が平坦な上、ケースが樹脂でできているからである。
【００４３】
電力コントローラは、衝撃あるいは加速度が所定の閾値を超えたときにコンデンサを放電する緊急放電回路を備えているものに限られない。例えば、燃料電池車の電力コントローラの場合は、衝撃あるいは加速度が所定の閾値を超えたときに、燃料電池を放電する緊急回路、あるいは、燃料電池への燃料供給を停止する緊急回路を備えるものがある。本明細書が開示する技術は、燃料電池車に適用することも好適である。
【００４４】
電力コントローラの形状は直方体に限られない。デバイス（バッテリ）の形状も直方体に限られない。電力コントローラあるいはデバイスは、例えばモータケースなどのように、円柱形状であってもよい。あるいは、電力コントローラのケースには多種の凹凸が形成されていてもよい。どのような外形状であっても、デバイスの平坦な側面に、電力コントローラの角部あるいは突起が面していればよい。
【００４５】
実施例の電力コントローラは、大容量のコンデンサ（トータル１００ファラド以上のコンデンサ）を内蔵している。コンデンサは、電力コントローラの外に別体で備えられる場合もある。その場合は、電力コントローラとコンデンサはケーブルにて接続されている。電力コントローラ内の緊急放電回路は、ケーブルを介して、コンデンサを放電させる信号を送る。緊急時に放電すべきコンデンサあるいは、緊急時に放電すべき燃料電池は、「蓄電デバイス」の一種である。
【００４６】
本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明した。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善されたフロントコンパートメントレイアウトを提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
【００４７】
また、上記の詳細な説明で開示された特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
【００４８】
本明細書及び／又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び／又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
【００４９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５０】
２、５０２：サブバッテリ
４、４０４：電力コントローラ
５：フロントコンパートメント
６、２０６：ドライブトレイン
８：エンジン
１２、５１２：サイドフレーム
１３：スペーサ
１４：フロントフレーム
１００：車両
２０４：電力コントローラ
２０６：ドライブトレイン
３０１：プロテクタ
４０４ｂ：突起
【図１】
2013014745.tif 000003
【図２】
2013014745.tif 000004
【図３】
2013014745.tif 000005
【図４】
2013014745.tif 000006
【図５】
2013014745.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013014745.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013014745.tif 000011
【図１０】
2013014745.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2013014745.tif 000014
【図１３】
2013014745.tif 000015
【図１４】
2013014745.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月23日(2012.4.23)
【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】
車両駆動用モータに電力を供給する電力コントローラであって、前方が後方よりも低い傾斜上面を有しているドライブトレインの上面に固定されている電力コントローラと、
第１強度のフレームと強度が第１強度よりも低い第２強度の樹脂製のケースを有するバッテリと、
を備えており、
電力コントローラとバッテリがフロントコンパートメント内で自動車横方向に並んで配置されており、
電力コントローラの角部又は突起が、バッテリの樹脂製のケースの側面の略中央に面するように電力コントローラとバッテリが配置されていることを特徴とする自動車。
【請求項２】
バッテリの側面に面している複数の角部又は複数の突起がある場合、最前に位置する角部又は突起が、自動車側面視においてバッテリの側面に面していることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
電力コントローラの前上に位置する角部が、バッテリの側面に面していることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車。
【請求項４】
バッテリは、電力コントローラよりも自動車中心線から遠くに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
電力コントローラは、バッテリの最大許容電圧よりも高い電圧を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記ドライブトレインは、第１モータの主軸と第２モータの主軸とデファレンシャルギアのシャフトが平行に伸びている複軸トランスアクスルであることを特徴とする請求項１から４及び８のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
電力コントローラは、車両駆動用モータに交流を供給するインバータを含んでいることを特徴とする請求項１から４、８、及び１０のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１３】
電力コントローラは、容量が１００ファラド以上のコンデンサを含む、又は、前記コンデンサと接続されていることを特徴とする請求項１から４、８、１０、及び１２のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１４】
電力コントローラは、衝撃を受けたときに、電力を貯めておく蓄電デバイスを放電する緊急放電回路を備えていることを特徴とする請求項１から４、８、１０、１２、及び１３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
バッテリは、自動車のフレームのサイドフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１から４、８、１０、１２、１３、及び１４のいずれか１項に記載の自動車。
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月9日(2012.10.9)
【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】
車両駆動用モータに電力を供給する電力コントローラであって、前方が後方よりも低い傾斜上面を有しているドライブトレインの上面に固定されている電力コントローラと、
第１強度のフレームと強度が第１強度よりも低い第２強度の樹脂製のケースを有するバッテリと、
を備えており、
電力コントローラとバッテリがフロントコンパートメント内で自動車横方向に並んで配置されており、
電力コントローラの角部又は突起が、バッテリの樹脂製のケースの側面の略中央に面するように電力コントローラとバッテリが配置されていることを特徴とする自動車。
【請求項２】
バッテリの側面に面している複数の角部又は複数の突起がある場合、最前に位置する角部又は突起が、自動車側面視においてバッテリの側面に面していることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
電力コントローラの前上に位置する角部が、バッテリの側面に面していることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車。
【請求項４】
バッテリは、電力コントローラよりも自動車中心線から遠くに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項５】
電力コントローラは、バッテリの最大許容電圧よりも高い電圧を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項６】
前記ドライブトレインは、第１モータの主軸と第２モータの主軸とデファレンシャルギアのシャフトが平行に伸びている複軸トランスアクスルであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項７】
電力コントローラは、車両駆動用モータに交流を供給するインバータを含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項８】
電力コントローラは、容量が１００ファラド以上のコンデンサを含む、又は、前記コンデンサと接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項９】
電力コントローラは、衝撃を受けたときに、電力を貯めておく蓄電デバイスを放電する緊急放電回路を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車。
【請求項１０】
バッテリは、自動車のフレームのサイドフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の自動車。
【国際調査報告】
2013014745.tif 000017
2013014745.tif 000018
2013014745.tif 000019
2013014745.tif 000020