(57)【要約】【課題】インバータをモータに一体化して機電一体型駆動装置を構築する際、インバータの配置を、モータが発生した熱による影響を受けないよう工夫する。【解決手段】インバータ6を、モータ4よりも車両前後方向後方に位置する変速機出力軸3bの上方で、下向きに傾斜させて車両前後方向後方へ延在するよう配置する。これにより、インバータ6がモータ4の真上に存在しないこととなり、モータ4の発生熱がインバータ6に伝わり難くなる。よって、動作特性維持用に冷却されているインバータ6が、その冷却効率をモータ熱によって悪化されるのを防止することができる。【選択図】図１
2015008595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電動モータを動力源とする電動車両に用いられ、該電動モータと、この電動モータに電力を供給する電力変換器とを一体に具えた機電一体型駆動装置であって、
前記電動モータと、該電動モータおよび駆動車輪間で動力の受け渡しを行う伝動機構とを相互に軸線方向タンデム配置して駆動結合すると共に、これら電動モータおよび伝動機構の駆動結合体を、伝動機構の出力軸線が電動モータよりも車両前後方向後方に位置するよう電動車両に対し横置き配置して搭載した電動車両用の機電一体型駆動装置において、
前記電力変換器を、前記伝動機構の出力軸線の上方で車両前後方向後方へ延在するよう配置したことを特徴とする電動車両用機電一体型駆動装置。
【請求項２】
請求項1に記載された電動車両用機電一体型駆動装置において、
前記電力変換器を、その車両前後方向後方端が前方端よりも低位置となるよう傾斜させて配置したことを特徴とする電動車両用機電一体型駆動装置。
【請求項３】
請求項1または2に記載された電動車両用機電一体型駆動装置において、
前記駆動結合体の軸線方向における前記電力変換器の配置位置を、前記伝動機構よりも前記電動モータ寄りとして、前記電力変換器を前記伝動機構から該軸線方向にオフセットさせたことを特徴とする電動車両用機電一体型駆動装置。
【請求項４】
請求項1〜3のいずれか１項に記載された電動車両用機電一体型駆動装置において、
前記電動モータのモータハウジングに、前記電力変換器の部品収納ケースを一体化させたことを特徴とする電動車両用機電一体型駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも電動モータを動力源とする電気自動車やハイブリッド車両のような電動車両に用いられ、該電動モータと、この電動モータに電力を供給する電力変換器とを一体に具えた機電一体型駆動装置の改良提案に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機電一体型駆動装置としては従来、ハイブリッド車両用のものとして、例えば特許文献1に記載のごとき機電一体型駆動装置が提案されている。
この提案技術は、電動モータに一体化されて、これへの電力供給を司るインバータ（電力変換器）を、エンジンおよび電動モータから成るハイブリッド駆動装置の真上に配置したものである。
【０００３】
特許文献1には更に、上記のごとくハイブリッド駆動装置の真上に配置したインバータ（電力変換器）を、その車両前方端が後方端よりも低くなるよう前向き傾斜させる構成も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３８４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記の提案技術にあっては、インバータ（電力変換器）をハイブリッド駆動装置の真上に、その車両前方端が後方端よりも低くなるよう前向き傾斜状態に配置するため、以下のような問題を生ずる。
【０００６】
つまり上記の構成だと、ハイブリッド駆動装置（電動モータ）の作動中（駆動中および発電中）に発生した熱が、その真上に有るインバータ（電力変換器）に伝わり易い。
インバータ（電力変換器）は、その動作特性を安定的に所望な特性に保つため、冷媒との熱交換により冷却されているが、従来のようにハイブリッド駆動装置（電動モータ）の作動中に発生した熱がインバータ（電力変換器）に伝わり易いと、上記冷媒との熱交換によるインバータ（電力変換器）の冷却効率が悪化し、インバータ（電力変換器）の動作特性が不所望なものになるという問題を生ずる。
【０００７】
また、従来のようにインバータ（電力変換器）がハイブリッド駆動装置の真上に前向き傾斜状態に配置されていると、ハイブリッド駆動装置を搭載してある車両のエンジンルームやモータルームの蓋（ボンネット）を開いた時に、周囲の人が誰でも高電圧のインバータ（電力変換器）に触れることが可能な露出状態になってしまうという問題をも生ずる。
【０００８】
本発明は、電力変換器を電動モータに一体化して機電一体型駆動装置を構築するに際し、電力変換器の配置を、上記した何れの問題をも解消可能となるよう工夫して改良した電動車両用機電一体型駆動装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のため、本発明による電動車両用機電一体型駆動装置は、これを以下のごとくに構成する。
先ず、前提となる機電一体型駆動装置を説明するに、これは、少なくとも電動モータを動力源とする電動車両に用いられるもので、該電動モータと、この電動モータに電力を供給する電力変換器とを一体に具えたものである。
【００１０】
電動車両は更に、前記電動モータと、該電動モータおよび駆動車輪間で動力の受け渡しを行う伝動機構とを相互に軸線方向タンデム配置して駆動結合すると共に、これら電動モータおよび伝動機構の駆動結合体を、伝動機構の出力軸線が電動モータよりも車両前後方向後方に位置するよう電動車両に対し横置き配置して搭載したものである。
【００１１】
本発明は、これら前提構成において、前記電力変換器を、前記伝動機構の出力軸線の上方で車両前後方向後方へ延在するよう配置した点に特徴づけられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電動車両用機電一体型駆動装置にあっては、電力変換器を、電動モータよりも車両前後方向後方に位置する伝動機構の出力軸線の上方で車両前後方向後方へ延在するよう配置したため、
電力変換器が電動モータの真上に存在しないこととなり、電動モータの発生熱が電力変換器に伝わり難くなる。
【００１３】
よって、電力変換器の冷却効率がモータ熱により悪化されるのを防止することができ、電力変換器の動作特性を安定的に所望な特性に保ち得て、この動作特性がモータ熱によって不所望なものになるという前記の問題を解消することができる。
【００１４】
また電力変換器を、電動モータよりも車両前後方向後方に位置する伝動機構の出力軸線の上方で車両前後方向後方へ延在させた本発明の構成によれば、車両のボンネットを開いた時も、電力変換器が周囲の人から遠い箇所に存在していることとなり、この電力変換器に周囲の人が容易に触れることができないことによって、ボンネットを開いた時に周囲の人が誤って高電圧の電力変換器に触れるという前記の問題をも解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例になる機電一体型駆動装置を具えたハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略系統図である。
【図２】図１に示すパワートレーンのうち、エンジン、電動モータおよびＶベルト式無段変速機の相互結合になるパワーユニットを軸線方向に見て示す正面図である。
【図３】図２に示すパワーユニットを上方から見て示す平面図である。
【図４】本発明の第２実施例になる機電一体型駆動装置を上方から見て示す平面図である。
【図５】図４における機電一体型駆動装置を軸線方向に見て示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜第１実施例の構成＞
図1は、本発明の第１実施例になる機電一体型駆動装置を具えたハイブリッド車両のパワートレーンを示す。
このハイブリッド車両は、フロントエンジン・フロントホイールドライブ車（前輪駆動車）をベース車両とし、これをハイブリッド化したもので、図1において、1は、第1動力源としてのエンジンを示し、2L,2Rはそれぞれ、左右前輪（駆動車輪）である。
【００１７】
図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンは、通常の前輪駆動車と同様にエンジン1のクランクシャフト1aに軸線方向タンデム配置してＶベルト式無段変速機（伝動機構）3を具えるが、本実施例においてはハイブリッド化のため、エンジンクランクシャフト1aと、これに駆動結合すべきＶベルト式無段変速機3の入力軸3aとの同軸突き合わせ端部間に、第2動力源としての電動モータ4を同軸に介在させる。
かくして図１のハイブリッド車両は、エンジン1に電動モータ4が軸線方向タンデム配置され、電動モータ4にＶベルト式無段変速機（伝動機構）3が軸線方向タンデム配置され、これらによってパワートレーンを構成される。
【００１８】
電動モータ4は、中心ロータ4aのみを図示するが、これを包囲する円環状ステータ（図示せず）の外周をモータハウジング5の内周に嵌着して構成する。
また電動モータ4は、電力変換器であるインバータ6の制御下でこれから電力供給を受けて駆動されるが、インバータ6（電力変換器）のケース7をモータハウジング5に一体化して、電動モータ4をインバータ6（電力変換器）と一体化させた機電一体型駆動装置と成す。
【００１９】
電動モータ4のロータ4aは、一方でＶベルト式無段変速機3の入力軸3aに直接結合し、他方でモータハウジング5内の第１クラッチ8およびトーショナルダンパ9を順次介してエンジンクランクシャフト1aに結合する。
【００２０】
Ｖベルト式無段変速機3は、第２クラッチ11を介して変速機入力軸3aに結合したプライマリプーリ12と、これに整列配置されたセカンダリプーリ13と、これらプーリ12,13間に無段変速制御可能に掛け渡したＶベルト14と、セカンダリプーリ13および変速機出力軸3b間を駆動結合する歯車組15とで構成する。
変速機出力軸3bの両端にはそれぞれ、左右ドライブシャフト16L,16Rを介して左右前輪（駆動車輪）2L,2Rを結合する。
【００２１】
エンジン1と、モータハウジング5（電動モータ4、第１クラッチ8およびトーショナルダンパ9）と、Ｖベルト式無段変速機3とは相互に結合して、軸線方向に見たとき図２のような正面形状を持ち、上から見たとき図３のような平面形状を持つ、１個のパワーユニットと成す。
【００２２】
このパワーユニットは図１のごとく、ハイブリッド車両のエンジンルーム内に横置きに配置して、つまりパワーユニット軸線が車幅方向に延在するよう配置して、ハイブリッド車両に搭載する。
この搭載に際しては上記のパワーユニットを図1に示すように、Ｖベルト式無段変速機3の出力軸3bが電動モータ4よりも車両前後方向後方に位置するような配置となす。
【００２３】
そして本実施例では特に、インバータ6を図2，3に明示するごとく変速機出力軸3aの上方で車両前後方向後方へ延在するよう配置すると共に、インバータ6の車両前後方向後方端（図2，3の右方端）が前方端（図2，3の左方端）よりも低位置となるよう傾斜させて配置する。
なお図１では、インバータ6が変速機出力軸3aの上方に位置していないように見えるが、これは、図１のＶベルト式無段変速機3が展開断面として示されているためで、実際は図2，3に示す通り、インバータ6は変速機出力軸3aの上方に位置している。
【００２４】
更に本実施例では、上記パワーユニットの軸線方向におけるインバータ6の配置位置を図1、３に示すように、Ｖベルト式無段変速機3よりも電動モータ4寄りとして、インバータ6をＶベルト式無段変速機3からパワーユニット軸線方向にオフセットさせた配置とする。
【００２５】
＜走行モード＞
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、以下のような走行モードの選択が可能である。
停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ8を解放し、第2クラッチ11を締結する。
【００２６】
この状態で電動モータ4を駆動すると、当該電動モータ4からの出力回転のみが変速機入力軸3aへ入力されることとなり、Ｖベルト式無段変速機3が当該入力軸3aへの回転を、プーリ比に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ドライブシャフト16L,16Rを経て左右前輪2L,2R2に至り、車両を電動モータ4のみによる電気走行（EV）モードで走行させることができる。
【００２７】
高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV)モードが要求される場合、第2クラッチ11の締結によりＶベルト式無段変速機3のプライマリプーリ12を入力軸3aに結合したまま、第1クラッチ8をも締結させる。
この状態では、エンジン1からの出力回転および電動モータ4からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、Ｖベルト式無段変速機3が当該入力軸3aへの回転を、プーリ比に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ドライブシャフト16L,16Rを経て左右前輪2L,2R2に至り、車両をエンジン1および電動モータ4の双方によるハイブリッド走行（HEV）モードで走行させることができる。
【００２８】
電動モータ4は発電機としても機能するモータ/ジェネレータとし、上記のHEVモード走行中においてエンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーにより電動モータ4を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換する。
この発電電力を、以後において電動モータ4のモータ駆動に用い得るよう、図示せざるバッテリに蓄電しておくことで、エンジン1の燃費を向上させることができる。
【００２９】
＜第１実施例の効果＞
上記した第１実施例においては、インバータ（電力変換器）6を図２，３に明示する通り、電動モータ4よりも車両前後方向後方に位置する変速機出力軸3bの上方で車両前後方向後方へ延在するよう配置したため、
インバータ（電力変換器）6が電動モータ4の真上に存在しないこととなり、電動モータ4の発生熱がインバータ（電力変換器）6に伝わり難くなる。
【００３０】
よって、動作特性維持用に冷却されているインバータ（電力変換器）6がその冷却効率をモータ熱によって悪化されるのを防止することができ、インバータ（電力変換器）6の動作特性を安定的に所望な特性に保ち得て、この動作特性がモータ熱によって不所望なものになるという前記した従来の問題を解消することができる。
【００３１】
本実施例においては更に、インバータ（電力変換器）6を、電動モータ4よりも車両前後方向後方に位置する変速機出力軸3bの上方で車両前後方向後方へ延在させたため、
ハイブリッド車両のボンネットを開いた時も、インバータ（電力変換器）6が周囲の人から遠い箇所に存在していることとなり、このインバータ（電力変換器）6に周囲の人が容易に触れることができないことによって、ボンネットを開いた時に周囲の人が誤って高電圧の電力変換器に触れるという前記した従来の問題をも解消することができる。
【００３２】
しかも本実施例においては、インバータ（電力変換器）6を図２に明示する通り、その車両前後方向後方端（図２の右方端）が前方端（図２の左方端）よりも低位置となるよう傾斜させたため、
このインバータ（電力変換器）6に周囲の人が容易に触れることができなくする効果を更に助長することができ、ボンネットを開いた時に周囲の人が誤って高電圧の電力変換器に触れるという問題を解消する上記の効果を更に確実なものにすることができる。
【００３３】
更に本実施例においては、インバータ（電力変換器）6を図１，３に明示する通り、エンジン1、電動モータ4およびＶベルト式無段変速機（伝動機構）3を一体化して構成したパワーユニットの軸線方向におけるインバータ（電力変換器）6の配置位置がＶベルト式無段変速機（伝動機構）3よりも電動モータ4寄りとなるよう配置して、インバータ（電力変換器）6をＶベルト式無段変速機（伝動機構）3からパワーユニット軸線方向にオフセットさせたため、
インバータ（電力変換器）6が位置的に何らＶベルト式無段変速機（伝動機構）3と重なることがなくて、Ｖベルト式無段変速機（伝動機構）3に対する形状変更や構造変更を全く要求することがない。
【００３４】
従って、上記した格別な効果をもたらすインバータ（電力変換器）6の前記特異な配置を、Ｖベルト式無段変速機（伝動機構）3の形状変更や構造変更に頼ることなく実現し得て、既存のＶベルト式無段変速機（伝動機構）3をそのまま流用しつつ上記の効果を奏することができ、この点でもコスト上大いに有利である。
【００３５】
＜第２実施例の構成＞
図４，５は、本発明の第２実施例になる機電一体型駆動装置を示し、図４は機電一体型駆動装置の平面図、図５は機電一体型駆動装置の正面図である。
本実施例においても、基本的な構成は図１〜３につき前述した第１実施例と同様なものとし、対応する部分には同一符号を付した。
【００３６】
本実施例では特に、電動モータ4のモータハウジング5に、インバータ6の部品収納ケース7とを一体化させる。
更に本実施例では、上記のように一体化させたモータハウジング5およびインバータケース7を、電動モータ4およびインバータ6間の高電圧接続を担う強電接続用バスバ21の支持や、電動モータ4およびインバータ6の冷却を担う電動モータ用ウォータジャケット22およびインバータ用ウォータジャケット23の支持や、これらウォータジャケット22,23間を接続する連絡管24の支持や、電動モータ用ウォータジャケット22の吸水管25の支持にも用いる。
【００３７】
＜第２実施例の効果＞
上記した第２実施例の構成によれば、モータハウジング5およびインバータケース7を一体化させたため、電動モータ4およびインバータ6が１ユニットに構成され、これらを別ユニットに構成する場合に比べて部品点数の減少、組み立て工数の減少、および装置の小型化が可能となり、コスト上は勿論、設計の自由度においても有利である。
【００３８】
またモータハウジング5およびインバータケース7を一体化は、強電接続用バスバ21の支持や、電動モータ用ウォータジャケット22およびインバータ用ウォータジャケット23の支持や、ウォータジャケット連絡管24の支持や、ウォータジャケット吸水管25の支持を容易にして、これら自身の単純化やその取り付け構造の簡易化をもたらし、この点でもコスト上および設計上大いに有利である。
【００３９】
更に第２実施例では、電動モータ4およびインバータ6の冷却を担う電動モータ用ウォータジャケット22およびインバータ用ウォータジャケット23をそれぞれ専用のものとして構成したため、両者の冷却能力を共に過不足のないものに設計し得て、冷却要求度の異なる電動モータ4およびインバータ6の冷却を共に適切なものにすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
1  エンジン
2L,2R   左右前輪（駆動車輪）
3  Ｖベルト式無段変速機（伝動機構）
3a  変速機入力軸
3b  変速機出力軸
4  電動モータ
5  モータハウジング
6  インバータ（電力変換器）
7  インバータケース
8  第１クラッチ
9  トーショナルダンパ
11  第２クラッチ
12  プライマリプーリ
13  セカンダリプーリ
14  Ｖベルト
15  歯車組
16L,16R  左右ドライブシャフト
21  強電接続用バスバ
22  電動モータ用ウォータジャケット
23  インバータ用ウォータジャケット
24  ウォータジャケット連絡管
25  ウォータジャケット吸水管
【図１】
2015008595.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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