(57)【要約】【課題】  冷却水路内におけるエアを容易に除去できる冷却システムを提供する。【解決手段】  パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１４は、モータジェネレータ１２に据付けられ、フィラー２６およびモータ冷却用のウォータージャケット（Ｗ／Ｊ）２４とそれぞれ冷却水ホース２８，３０で接続される。ＰＣＵ１４は、その通流口８６がＷ／Ｊ２４における通流口８４よりも高く、かつ、通流口８８が通流口８６よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２に据付けられる。冷却水注入口３２を上部に有するフィラー２６は、下部に設けられる通流口９０がＰＣＵ１４における通流口８８よりも高い位置となるように配設される。【選択図】        図３
2005333747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、
前記回転電機を駆動制御するインバータ装置と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記インバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記インバータ装置と前記回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、
前記インバータ装置は、
前記第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、
前記第２の冷却水路が接続され、前記第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、
前記ウォータージャケット部は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第３の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記インバータ装置における前記第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第３の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、冷却システム。
【請求項２】
回転電機と、
前記回転電機を駆動制御するインバータ装置と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記ウォータージャケット部と前記インバータ装置との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、
前記ウォータージャケット部は、
前記第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、
前記第２の冷却水路が接続され、前記第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、
前記インバータ装置は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第４の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第３の通流口よりも低い位置になるように配設され、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第３の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、冷却システム。
【請求項３】
回転電機と、
前記回転電機を駆動制御するインバータ装置と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記インバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記冷媒タンクと前記回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１および第２の冷却水路がそれぞれ接続される第１および第２の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第１の冷却水路が接続される第３の通流口を含み、
前記ウォータージャケット部は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記インバータ装置における前記第３の通流口よりも高く、かつ、前記第２の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第３の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第２の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、冷却システム。
【請求項４】
前記インバータ装置は、前記冷却水を冷却するラジエータからみて前記ウォータージャケット部の上流側に配設される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記インバータ装置内の冷却水路は、前記インバータ装置が配設されて前記冷却水が内部に供給されたとき、内部に空気が滞留しないように敷設される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６】
回転駆動部と、
前記回転駆動部の外周面に据付けられ、前記回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、
前記外周面に設けられる、前記回転駆動部のウォータージャケット部と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記インバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記インバータ装置と前記ウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、
前記インバータ装置は、
前記第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、
前記第２の冷却水路が接続され、前記第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、
前記ウォータージャケット部は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第３の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第４の通流口よりも高い位置になるように前記外周面に据付けられ、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記インバータ装置における前記第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第３の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、インバータ一体型回転電機。
【請求項７】
回転駆動部と、
前記回転駆動部の外周面に据付けられ、前記回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、
前記外周面に設けられる、前記回転駆動部のウォータージャケット部と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記ウォータージャケット部との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記ウォータージャケット部と前記インバータ装置との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、
前記ウォータージャケット部は、
前記第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、
前記第２の冷却水路が接続され、前記第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、
前記インバータ装置は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第４の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第３の通流口よりも低い位置になるように前記外周面に据付けられ、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第３の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、インバータ一体型回転電機。
【請求項８】
回転駆動部と、
前記回転駆動部の外周面に据付けられ、前記回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、
前記外周面に設けられる、前記回転駆動部のウォータージャケット部と、
冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、
前記冷媒タンクと前記インバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、
前記冷媒タンクと前記ウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、
前記冷媒タンクは、前記第１および第２の冷却水路がそれぞれ接続される第１および第２の通流口を含み、
前記インバータ装置は、前記第１の冷却水路が接続される第３の通流口を含み、
前記ウォータージャケット部は、前記第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、
前記冷媒タンクは、前記第１の通流口が前記インバータ装置における前記第３の通流口よりも高く、かつ、前記第２の通流口が前記ウォータージャケット部における前記第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、
前記第１の冷却水路は、その経路が前記第１の通流口よりも低く、かつ、前記第３の通流口よりも高い位置となるように配設され、
前記第２の冷却水路は、その経路が前記第２の通流口よりも低く、かつ、前記第４の通流口よりも高い位置となるように配設される、インバータ一体型回転電機。
【請求項９】
前記インバータ装置は、前記冷却水を冷却するラジエータからみて前記ウォータージャケット部の上流側に配設される、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項１０】
前記インバータ装置内の冷却水路は、前記インバータ装置が前記外周面に据付けられて前記冷却水が内部に供給されたとき、内部に空気が滞留しないように敷設される、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項１１】
前記回転駆動部の外周面に据付けられ、前記冷媒タンク、前記インバータ装置および前記ウォータージャケット部に前記冷却水を通流させるウォーターポンプをさらに備える、請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項１２】
前記第１および第２の冷却水路は、前記回転駆動部内に形成される、請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項１３】
前記インバータ装置、前記回転駆動部、前記冷媒タンクおよび前記ウォータージャケット部は、これらが搭載される車両の前方に配設される、請求項６から請求項１２のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却システムおよびインバータ一体型回転電機に関し、特に、回転電機およびそれを駆動するインバータ装置の冷却システムならびにその冷却システムによって冷却されるインバータ一体型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００３】
従来より、このようなハイブリッド自動車等においては、インバータとモータとは、個別のユニットとして別々に車両に搭載されるのが一般的である。一方、ハイブリッド自動車等の冷却システムについては、インバータとモータとの間を冷却水ホースなどで接続することによってインバータおよびモータの冷却系統を共通化し、モータよりも熱容量の小さいインバータをラジエータからみてモータよりも上流側に配設するのが一般的である。
【０００４】
一方、上述したハイブリッド自動車等に搭載されるモータとして、インバータがモータに据付けられたインバータ一体型モータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このようなインバータ一体型モータは、モータとインバータとの間に設けられる冷却系統や配線系統を簡素化できるので、小型化や高効率化が強く要求されるハイブリッド自動車等において、有用なものとして期待されている。
【特許文献１】特開平１０−２５７７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなハイブリッド自動車等における冷却システムにおいては、インバータおよびモータを冷却する冷却水の循環不良やインバータおよびモータの冷却不良を防止するため、冷却水の交換時に混入する空気や冷却水の温度上昇により発生する気泡を除去する必要がある。
【０００６】
ここで、インバータとモータとが個別のユニットとして別々に車両に搭載される場合、それらの間に冷却水を通流するための冷却水ホースは、一般に長くなるので、冷却水の交換時に混入した空気や冷却水の温度上昇により発生した気泡が冷却水ホースの山部などに滞留し得る。
【０００７】
冷却水ホースに滞留した空気（エア）を抜くには、しばらくの間冷却水を循環させてエア抜き孔のある場所までエアを移動させたり、ウォーターポンプの性能上、エア抜き孔のある場所までエアを移動させることができない場合には、エアが滞留し得る場所に別途エア抜き用の孔を設けておく必要がある。しかしながら、エア抜きのために冷却水を循環させたり、エアが滞留し得る各箇所においてエア抜きを行なうことは、たとえば、上述した冷却水交換時の作業効率を低下させる。
【０００８】
ここで、上述したインバータ一体型モータは、構成上、冷却水ホースを短くすることが可能であるので、上記の課題を解決するのに有効な構成を有しているといえるが、インバータがモータと一体化されたというだけでは、上述した課題を解決することはできない。上述した特許文献１は、インバータ一体型モータを開示するが、冷却システムについては何ら開示しておらず、このインバータ一体型モータによっても、上述した課題を解決することはできない。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却水路内におけるエアを容易に除去できる冷却システムを提供することである。
【００１０】
また、この発明の別の目的は、冷却水路内におけるエアを容易に除去できる冷却システムによって冷却されるインバータ一体型回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば、冷却システムは、回転電機と、回転電機を駆動制御するインバータ装置と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクとインバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、インバータ装置と回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、インバータ装置は、第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、第２の冷却水路が接続され、第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、ウォータージャケット部は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、インバータ装置は、第３の通流口がウォータージャケット部における第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、冷媒タンクは、第１の通流口がインバータ装置における第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第３の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１２】
また、この発明によれば、冷却システムは、回転電機と、回転電機を駆動制御するインバータ装置と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクと回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第１の冷却水路と、ウォータージャケット部とインバータ装置との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、ウォータージャケット部は、第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、第２の冷却水路が接続され、第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、インバータ装置は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、インバータ装置は、第４の通流口がウォータージャケット部における第３の通流口よりも低い位置になるように配設され、冷媒タンクは、第１の通流口がウォータージャケット部における第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第３の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１３】
また、この発明によれば、冷却システムは、回転電機と、回転電機を駆動制御するインバータ装置と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクとインバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、冷媒タンクと回転電機に設けられるウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１および第２の冷却水路がそれぞれ接続される第１および第２の通流口を含み、インバータ装置は、第１の冷却水路が接続される第３の通流口を含み、ウォータージャケット部は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、冷媒タンクは、第１の通流口がインバータ装置における第３の通流口よりも高く、かつ、第２の通流口がウォータージャケット部における第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第３の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第２の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１４】
好ましくは、インバータ装置は、冷却水を冷却するラジエータからみてウォータージャケット部の上流側に配設される。
【００１５】
好ましくは、インバータ装置内の冷却水路は、インバータ装置が配設されて冷却水が内部に供給されたとき、内部に空気が滞留しないように敷設される。
【００１６】
また、この発明によれば、インバータ一体型回転電機は、回転駆動部と、回転駆動部の外周面に据付けられ、回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、外周面に設けられる、回転駆動部のウォータージャケット部と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクとインバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、インバータ装置とウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、インバータ装置は、第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、第２の冷却水路が接続され、第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、ウォータージャケット部は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、インバータ装置は、第３の通流口がウォータージャケット部における第４の通流口よりも高い位置になるように外周面に据付けられ、冷媒タンクは、第１の通流口がインバータ装置における第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第３の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１７】
また、この発明によれば、インバータ一体型回転電機は、回転駆動部と、回転駆動部の外周面に据付けられ、回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、外周面に設けられる、回転駆動部のウォータージャケット部と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクとウォータージャケット部との間に設けられる第１の冷却水路と、ウォータージャケット部とインバータ装置との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１の冷却水路が接続される第１の通流口を含み、ウォータージャケット部は、第１の冷却水路が接続される第２の通流口と、第２の冷却水路が接続され、第２の通流口よりも低い位置に設けられる第３の通流口とを含み、インバータ装置は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、インバータ装置は、第４の通流口がウォータージャケット部における第３の通流口よりも低い位置になるように外周面に据付けられ、冷媒タンクは、第１の通流口がウォータージャケット部における第２の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第２の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第３の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１８】
また、この発明によれば、インバータ一体型回転電機は、回転駆動部と、回転駆動部の外周面に据付けられ、回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、外周面に設けられる、回転駆動部のウォータージャケット部と、冷却水の注入口を有する冷媒タンクと、冷媒タンクとインバータ装置との間に設けられる第１の冷却水路と、冷媒タンクとウォータージャケット部との間に設けられる第２の冷却水路とを備え、冷媒タンクは、第１および第２の冷却水路がそれぞれ接続される第１および第２の通流口を含み、インバータ装置は、第１の冷却水路が接続される第３の通流口を含み、ウォータージャケット部は、第２の冷却水路が接続される第４の通流口を含み、冷媒タンクは、第１の通流口がインバータ装置における第３の通流口よりも高く、かつ、第２の通流口がウォータージャケット部における第４の通流口よりも高い位置になるように配設され、第１の冷却水路は、その経路が第１の通流口よりも低く、かつ、第３の通流口よりも高い位置となるように配設され、第２の冷却水路は、その経路が第２の通流口よりも低く、かつ、第４の通流口よりも高い位置となるように配設される。
【００１９】
好ましくは、インバータ装置は、冷却水を冷却するラジエータからみてウォータージャケット部の上流側に配設される。
【００２０】
好ましくは、インバータ装置内の冷却水路は、インバータ装置が外周面に据付けられて冷却水が内部に供給されたとき、内部に空気が滞留しないように敷設される。
【００２１】
好ましくは、インバータ一体型回転電機は、回転駆動部の外周面に据付けられ、冷媒タンク、インバータ装置およびウォータージャケット部に冷却水を通流させるウォーターポンプをさらに備える。
【００２２】
好ましくは、第１および第２の冷却水路は、回転駆動部内に形成される。
【００２３】
好ましくは、インバータ装置、回転駆動部、冷媒タンクおよびウォータージャケット部は、これらが搭載される車両の前方に配設される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明による冷却システムおよびインバータ一体型回転電機においては、インバータ装置は、回転電機に設けられるウォータージャケット部よりも高い位置に配設され、冷却水の注入口を有する冷媒タンクは、インバータ装置よりも高い位置に配設される。または、インバータ装置は、ウォータージャケット部よりも低い位置に配設され、冷媒タンクは、ウォータージャケット部よりも高い位置に配設される。または、インバータ装置の下流であってウォータージャケット部の上流に冷媒タンクが設けられ、冷媒タンクは、ウォータージャケット部およびインバータ装置よりも高い位置に配設される。このため、冷却水路内のエアは、途中で滞留することなく最上部の冷媒タンクに集められる。
【００２５】
したがって、この発明によれば、冷却水路内のエアを容易に除去できる。その結果、冷却水交換作業の作業効率が向上し、サービスの向上に寄与する。また、冷却水の温度上昇による気泡も容易に除去されるので、冷却水の循環不良やインバータおよびモータの冷却不良を防止できる。
【００２６】
また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、それが搭載される車両の前方に配設されるので、走行時に外気を十分に受ける。
【００２７】
したがって、この発明によれば、インバータ一体型回転電機の冷却効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による冷却システムが搭載された車両の一例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。この図１では、ハイブリッド自動車を前面から見た図が示される。
【００３０】
図１を参照して、ハイブリッド自動車１０は、モータジェネレータ１２と、パワーコントロールユニット（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、以下「ＰＣＵ」と称する。）１４と、エンジン１６と、ディファレンシャルギア（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｅａｒ、以下「ＤＧ」と称する。）１８と、駆動軸２０と、駆動輪２２Ｒ，２２Ｌと、ウォータージャケット（Ｗａｔｅｒ  Ｊａｃｋｅｔ、以下「Ｗ／Ｊ」と称する。）２４と、フィラー２６と、冷却水ホース２８，３０とを備える。フィラー２６には、冷却水注入口３２が設けられている。
【００３１】
モータジェネレータ１２，ＰＣＵ１４およびエンジン１６は、車両前方のエンジンルームに設けられる。モータジェネレータ１２およびエンジン１６は、地面と平行に相互に隣接して配設される。ＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１２に据付けられ、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４は、一体的に形成されている。そして、モータジェネレータ１２およびエンジン１６からなる動力出力装置は、ＤＧ１８に連結される。
【００３２】
モータジェネレータ１２は、３相交流同期電動発電機であって、ＰＣＵ１４から受ける交流電力によって駆動力を発生する。また、モータジェネレータ１２は、ハイブリッド自動車１０の減速時には発電機としても使用され、減速時の発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、その発電した交流電力をＰＣＵ１４へ出力する。モータジェネレータ１２は、後述するＷ／Ｊ２４内に供給される冷却水によって冷却される。
【００３３】
ＰＣＵ１４は、二次電池からなるバッテリ（図示せず）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１２を駆動制御する。また、ＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１２が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリを充電する。ＰＣＵ１４は、冷却水ホース２８，３０と接続され、冷却水ホース２８から供給される冷却水によって冷却される。そして、ＰＣＵ１４は、冷却水ホース２８から流入した冷却水を冷却水ホース３０へ出力する。
【００３４】
モータジェネレータ１２およびエンジン１６は、動力取出ギア（図示せず）を介して、発生した動力をＤＧ１８へ出力する。また、モータジェネレータ１２は、駆動輪２２Ｒ，２２Ｌの回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ１４へ出力する。また、モータジェネレータ１２は、エンジン１６の動力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ１４へ出力する。
【００３５】
ＤＧ１８は、モータジェネレータ１２およびエンジン１６によって発生された動力を駆動輪２２Ｒ，２２Ｌに伝達するとともに、駆動輪２２Ｒ，２２Ｌの回転力をモータジェネレータ１２に伝達する。
【００３６】
Ｗ／Ｊ２４は、モータジェネレータ１２の外周面に取付けられる。Ｗ／Ｊ２４は、冷却水ホース３０と接続され、冷却水ホース３０から内部に供給される冷却水によってモータジェネレータ１２が冷却される。そして、Ｗ／Ｊ２４は、冷却水ホース３０から流入した冷却水を下部に接続される冷却水ホースへ出力する。
【００３７】
フィラー２６は、冷却水の一時的なタンクであり、その上部に設けられた冷却水注入口３２から冷却水が注入される。フィラー２６は、冷却水ホース２８と接続され、側面下部に接続される冷却水ホースから流入する冷却水を冷却水ホース２８へ出力する。
【００３８】
冷却水ホース２８，３０は、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４を冷却するための冷却水を通流する。冷却水ホース２８は、フィラー２６とＰＣＵ１４との間に設けられ、冷却水ホース３０は、ＰＣＵ１４とＷ／Ｊ２４との間に設けられる。
【００３９】
なお、図示しないが、Ｗ／Ｊ２４の下部に接続される冷却水ホースとフィラー２６の側面下部に接続される冷却水ホースとは、ラジエータを介して接続されており、ラジエータによって冷却された冷却水は、フィラー２６、ＰＣＵ１４、Ｗ／Ｊ２４の順に循環する。
【００４０】
なお、モータジェネレータ１２は、「回転電機」を構成し、ＰＣＵ１４は、「インバータ装置」を構成し、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４は、「インバータ一体型回転電機」を構成する。また、フィラー２６は、「冷媒タンク」を構成し、冷却水ホース２８，３０は、「冷却水路」を構成する。
【００４１】
図２は、図１に示したＰＣＵ１４の主要部の構成を示す回路図である。
【００４２】
図２を参照して、ＰＣＵ１４は、コンバータ５０と、インバータ５２と、制御装置５４と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７２〜７６とを含む。コンバータ５０は、バッテリＢとインバータ５２との間に接続され、インバータ５２は、出力ライン７２〜７６を介してモータジェネレータ１２と接続される。
【００４３】
コンバータ５０に接続されるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリＢは、発生した直流電圧をコンバータ５０に供給し、また、コンバータ５０から受ける直流電圧によって充電される。
【００４４】
コンバータ５０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５４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る。リアクトルＬは、バッテリＢの正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。
【００４５】
このコンバータ５０は、リアクトルＬを用いてバッテリＢ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。また、コンバータ５０は、インバータ５２から受ける直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
【００４６】
インバータ５２は、Ｕ相アーム６２、Ｖ相アーム６４およびＷ相アーム６６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６２は、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム６４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム６６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８からなる。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。そして、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７２〜７６を介してモータジェネレータ１２の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。
【００４７】
このインバータ５２は、制御装置５４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１２へ出力する。また、インバータ５２は、モータジェネレータ１２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。
【００４８】
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。また、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。
【００４９】
制御装置５４は、モータトルク指令値、モータジェネレータ１２の各相電流値、およびインバータ５２の入力電圧に基づいてモータジェネレータ１２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５２へ出力する。
【００５０】
また、制御装置５４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５２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５０へ出力する。
【００５１】
さらに、制御装置５４は、モータジェネレータ１２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Ｂを充電するため、コンバータ５０およびインバータ５２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。
【００５２】
このＰＣＵ１４においては、コンバータ５０は、制御装置５４からの制御信号に基づいて、バッテリＢ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５２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１２へ出力する。
【００５３】
また、インバータ５２は、モータジェネレータ１２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。そして、コンバータ５０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Ｂを充電する。
【００５４】
上述したパワートランジスタＱ１〜Ｑ８、ダイオードＤ１〜Ｄ８およびコンデンサＣ１，Ｃ２ならびにモータジェネレータ１２は、その性能を維持するために十分な冷却が必要であり、これらのパワー素子およびモータジェネレータ１２は、冷却水によって冷却される。以下では、このＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２を冷却する冷却システムの構成について詳しく説明する。
【００５５】
図３は、図１に示したモータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た図である。
【００５６】
図３を参照して、冷却水は、フィラー２６、冷却水ホース２８、ＰＣＵ１４、冷却水ホース３０、Ｗ／Ｊ２４の順にウォーターポンプ（図示せず）によって流される。そして、冷却水は、Ｗ／Ｊ２４の下部に設けられる通流口８２から出力され、図示されないラジエータおよびウォーターポンプを経由してフィラー２６の通流口９２に循環される。
【００５７】
ここで、Ｗ／Ｊ２４は、冷却水の通流口８４が通流口８２よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２の外周面に取付けられている。また、ＰＣＵ１４は、通流口８６がＷ／Ｊ２４における通流口８４よりも高い位置となり、かつ、通流口８８が通流口８６よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２の外周面に据付けられている。さらに、フィラー２６は、下部に設けられた通流口９０がＰＣＵ１４における通流口８８よりも高い位置となるように配設されている。また、さらに、冷却水ホース２８，３０は、水路内にエアを滞留させるような山部または谷部を有していない。
【００５８】
すなわち、この冷却システムにおいては、冷却水路内にエアを滞留させず、かつ、冷却水路内のエアがフィラー２６に容易に到達するように、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６のｚ軸方向における配設位置が上記のように規制される。より詳しくは、この冷却システムにおいては、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係が上記のように規制されたうえで、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６の各機器が配設される。
【００５９】
図４は、図３に示したＰＣＵ１４内における冷却水路の構成図である。
【００６０】
図４を参照して、ＰＣＵ１４内の冷却水路９４は、上下方向の山部または谷部を有さない構成となっている。したがって、このＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１２への据付時に図に示されるような上下関係を維持する限り、内部にエアが滞留することはない。
【００６１】
以上のように、この冷却システムにおいては、冷却水路内にエアが滞留することがなく、かつ、冷却水路内のエアが最上部のフィラー２６に集められるので、冷却水の交換作業後、冷却水路内に滞留したエアを抜くために冷却水を循環させる必要はない。また、フィラー２６の冷却水注入口３２以外にエア抜き用の孔を別途設ける必要もない。
【００６２】
［実施の形態１の変形例１］
図５は、この発明の実施の形態１の変形例１による冷却システムの構成を示す図である。この図５では、上述した図３に対応させて、モータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た場合の図が示される。
【００６３】
図５を参照して、この冷却システムは、図３に示した実施の形態１による冷却システムの構成において、ＰＣＵ１４およびＷ／Ｊ２４の配設位置が相互に入れ替えられた構成となっている。
【００６４】
この実施の形態１の変形例１による冷却システムにおいては、冷却水は、ＰＣＵ１４、冷却水ホース１０４、Ｗ／Ｊ２４、冷却水ホース１０２、フィラー２６の順にウォーターポンプ（図示せず）によって流される。そして、冷却水は、フィラー２６における通流口９２から出力され、図示されないラジエータおよびウォーターポンプを経由してＰＣＵ１４における通流口８２に循環される。
【００６５】
ここで、ＰＣＵ１４は、冷却水の通流口８４が通流口８２よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２の外周面に据付けられている。また、Ｗ／Ｊ２４は、通流口８６がＰＣＵ１４における通流口８４よりも高い位置となり、かつ、通流口８８が通流口８６よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２の外周面に取付けられている。さらに、フィラー２６は、通流口９０がＷ／Ｊ２４における通流口８８よりも高い位置となるように配設されている。また、さらに、冷却水ホース１０２，１０４は、水路内にエアを滞留させるような山部または谷部を有していない。
【００６６】
すなわち、この冷却システムにおいても、冷却水路内にエアを滞留させず、かつ、冷却水路内のエアがフィラー２６に容易に到達するように、ＰＣＵ１４、Ｗ／Ｊ２４およびフィラー２６の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係が上記のように規制されたうえで、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６の各機器が配設される。
【００６７】
［実施の形態１の変形例２］
図６は、この発明の実施の形態１の変形例２による冷却システムの構成を示す図である。この図６では、上述した図３に対応させて、モータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た場合の図が示される。
【００６８】
図６を参照して、この冷却システムは、ＰＣＵ１４およびＷ／Ｊ２４がそれぞれモータジェネレータ１２の異なる側面に配設された構成となっている。
【００６９】
この実施の形態１の変形例２による冷却システムにおいては、冷却水は、ＰＣＵ１４、冷却水ホース１０６、フィラー２６、冷却水ホース１０８、Ｗ／Ｊ２４の順にウォーターポンプ（図示せず）によって流される。そして、冷却水は、Ｗ／Ｊ２４における通流口８２から出力され、図示されないラジエータおよびウォーターポンプを経由してＰＣＵ１４における通流口８６に循環される。
【００７０】
ここで、フィラー２６は、その下部に設けられた通流口９０がＰＣＵ１４における通流口８８よりも高い位置となるように配設されている。また、フィラー２６は、通流口９２がＷ／Ｊ２４における通流口８４よりも高い位置となるように配設されている。さらに、冷却水路１０６，１０８は、水路内にエアを滞留させるような山部または谷部を有していない。
【００７１】
すなわち、この冷却システムにおいても、冷却水路内にエアを滞留させず、かつ、冷却水路内のエアがフィラー２６に容易に到達するように、ＰＣＵ１４およびフィラー２６の各々における冷却水通流口の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係、ならびにＷ／Ｊ２４およびフィラー２６の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係が上記のように規制されたうえで、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６の各機器が配設される。
【００７２】
［実施の形態１の変形例３］
図７は、この発明の実施の形態１の変形例３による冷却システムの構成を示す図である。この図７では、上述した図３に対応させて、モータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た場合の図が示される。
【００７３】
図７を参照して、この冷却システムは、図３に示した実施の形態１による冷却システムの構成において、モータジェネレータ１２に据付けられるウォーターポンプ１１０をさらに備える。
【００７４】
ウォーターポンプ１１０は、この冷却システムにおいて冷却水路内に冷却水を循環させるためのポンプであって、フィラー２６とＰＣＵ１４との間に設けられる。ウォーターポンプ１１０は、冷却水ホース１１２によってフィラー２６と接続され、冷却水ホース１１４によってＰＣＵ１４と接続される。そして、ウォーターポンプ１１０は、冷却水ホース１１４、ＰＣＵ１４、冷却水ホース３０、Ｗ／Ｊ２４、フィラー２６、冷却水ホース１１２の順に冷却水を流す。なお、Ｗ／Ｊ２４およびフィラー２６は、図示されないラジエータを介して図示されない冷却水ホースによって接続されている。
【００７５】
ここで、ウォーターポンプ１１０は、冷却水の流出口１１８がＰＣＵ１４における通流口８８よりも高い位置となり、かつ、冷却水の流入口１１６が流出口１１８よりも高い位置となるようにモータジェネレータ１２の外周面に据付けられている。また、フィラー２６は、通流口９０がウォーターポンプ１１０における流入口１１６よりも高い位置となるように配設されている。
【００７６】
すなわち、この冷却システムにおいても、冷却水路内にエアを滞留させず、かつ、冷却水路内のエアがフィラー２６に容易に到達するように、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４、ウォーターポンプ１１０およびフィラー２６の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係が上記のように規制されたうえで、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４、ウォーターポンプ１１０およびフィラー２６の各機器が配設される。
【００７７】
そして、この実施の形態１の変形例３による冷却システムにおいては、ＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２と一体化し、さらにウォーターポンプ１１０もモータジェネレータ１２に据付けることによって、冷却システム全体がよりコンパクトに一体化され、搭載性に優れた冷却システムが構築される。
【００７８】
以上のように、この実施の形態１およびその変形例１〜３によれば、Ｗ／Ｊ２４、ＰＣＵ１４およびフィラー２６（さらにはウォーターポンプ１１０）の各々における冷却水通流口のｚ軸方向における位置関係を上述した所定の関係に規制したので、冷却水路内のエアは、途中で滞留することなく最上部のフィラー２６に集められる。したがって、冷却水路内のエアを容易に除去できる。
【００７９】
また、モータジェネレータ１２およびそれに据付けられるＰＣＵ１４は、ハイブリッド自動車１０の前方に位置するエンジンルームに搭載されるので、走行時に外気を十分に受けることができる。したがって、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４の冷却効率が向上する。
【００８０】
［実施の形態２］
図８は、この発明の実施の形態２による冷却システムの構成を示す図である。この図８では、上述した図３に対応させて、モータジェネレータをその回転軸方向から見た場合の図が示される。
【００８１】
図８を参照して、この実施の形態２による冷却システムは、図３に示した実施の形態１による冷却システムの構成において、冷却水ホース２８，３０に代えてそれぞれ冷却水路１２２，１２４を備え、フィラー２６がモータジェネレータ１２の外周面に据付けられる。
【００８２】
冷却水路１２２は、モータジェネレータ１２の内部であって、フィラー２６における通流口９０とＰＣＵ１４における通流口８８との間に設けられる。冷却水路１２４は、モータジェネレータ１２の内部であって、ＰＣＵ１４における通流口８６とＷ／Ｊ２４における通流口８４との間に設けられる。
【００８３】
この実施の形態２による冷却システムにおいては、ＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２上に据付け、さらにフィラー２６もモータジェネレータ１２上に据付けることによって、冷却水ホースを用いることなく、モータジェネレータ１２内部に冷却水路１２２，１２４を形成することができる。
【００８４】
以上のように、この実施の形態２によれば、冷却水ホース使用時に懸念される冷却水ホースの劣化などによる冷却水路の破損が防止される。
【００８５】
また、ＰＣＵ１４とともにフィラー２６もモータジェネレータ１２上に据付けることによって、冷却システム全体がよりコンパクトに一体化され、搭載性に優れた冷却システムが構築される。
【００８６】
なお、上記の実施の形態２においては、図３に示した実施の形態１に対応して冷却水路がモータジェネレータ１２内に形成される場合について説明したが、実施の形態１の変形例１〜３に対応して、モータジェネレータ１２内に冷却水路が形成されるようにすることもできる。
【００８７】
また、上記の各実施の形態においては、この発明による冷却システムおよびインバータ一体型回転電機が搭載される車両としてハイブリッド自動車１０の場合を代表的に例示して説明したが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に限られるものではなく、電気自動車や電車など他の車両システムにおいてもこの発明を適用することができる。
【００８８】
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、上記した実施の形態の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。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明の実施の形態１による冷却システムが搭載された車両の一例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示すモータジェネレータをその回転軸方向から見た図である。
【図４】図３に示すＰＣＵ内における冷却水路の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変形例１による冷却システムの構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１の変形例２による冷却システムの構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１の変形例３による冷却システムの構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２による冷却システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ハイブリッド自動車、１２  モータジェネレータ、１４  ＰＣＵ、１６  エンジン、１８  ＤＧ、２０  駆動軸、２２Ｒ，２２Ｌ  駆動輪、２４  Ｗ／Ｊ、２６  フィラー、２８，３０，１０２，１０４，１０６，１０８，１１２，１１４  冷却水ホース、３２  冷却水注入口、５０  コンバータ、５２  インバータ、５４  制御装置、６２  Ｕ相アーム、６４  Ｖ相アーム、６６  Ｗ相アーム、７２〜７６  出力ライン、８２〜９２  通流口、９４，１２２，１２４  冷却水路、１１０  ウォーターポンプ、１１６  流入口、１１８  流出口、Ｂ  バッテリ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＰＬ１〜ＰＬ３  電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８  パワートランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｌ  リアクトル。
【図１】
2005333747.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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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