(57)【要約】【課題】ＰＣＵの小型化を図り、かつ、それによる他の装置の搭載性を阻害しないハイブリッド自動車を提供する。【解決手段】ハイブリッド自動車１００は、エンジンＥＮＧの出力軸に回転軸が機械的に結合されるモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれるので、従来のエンジン車に搭載されているオルタネータを備えていない。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、パワーコントロールユニット５０から分離され、モータジェネレータＭＧ１が設けられることによって不要になったオルタネータがエンジンＥＮＧに据付けられていた跡地に配設される。【選択図】図２
2007168728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸に回転軸が機械的に結合されるモータジェネレータと、
蓄電装置と前記モータジェネレータとの間で授受される電力を制御するパワーコントロールユニットと、
前記蓄電装置から供給される電力の電圧レベルを変換して車載補機へ出力するコンバータとを備え、
前記コンバータは、前記内燃機関においてオルタネータが配設される箇所に配設される、ハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記コンバータは、前記内燃機関を冷却する冷媒によって冷却される、請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記コンバータは、前記内燃機関において前記内燃機関の出力が取出される側と反対側の近傍であって、かつ、前記内燃機関のクランク軸よりも車体上下方向の上方に配設される、請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記コンバータは、前記冷媒を冷却するラジエータからみて前記内燃機関よりも上流に配設される、請求項２または請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記内燃機関に据付けられ、前記冷媒が流される冷却系統において前記冷媒を循環させる電動ポンプをさらに備える、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記電動ポンプは、前記コンバータから出力される電力によって駆動される、請求項５に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記内燃機関に据付けられるエアコン用コンプレッサをさらに備え、
前記コンバータは、エアコンの冷媒によって冷却される、請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
前記エアコン用コンプレッサは、電動コンプレッサから成る、請求項７に記載のハイブリッド自動車。
【請求項９】
前記エアコン用コンプレッサは、前記コンバータから出力される電力によって駆動される、請求項８に記載のハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド自動車に関し、特に、補機用電圧を生成するコンバータを搭載したハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に配慮した自動車として、近年、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、動力源として、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機とをさらに搭載した自動車である。
【０００３】
このようなハイブリッド自動車において、上記の蓄電装置、インバータおよび電動機から成る動力系においては、高出力を確保するために数百Ｖの高電圧が用いられる。一方、補機系においては、１２Ｖ（１４Ｖ電源系）や３６Ｖ（４２Ｖ電源系）などの低電圧が一般的に用いられる。そして、動力系の高電圧を降圧して補機系の低電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータを搭載した車両が知られている。
【０００４】
特開２００４−３０４９３５号公報（特許文献１）は、そのようなＤＣ／ＤＣコンバータがインバータ装置に一体的に併設されたパワーコントロールユニット（Power Control Unit：以下「ＰＣＵ」とも称する。）を開示する。このＰＣＵは、略直方体形状のインバータ装置と、インバータ装置の側面上に一体的に接合された略直方体形状のＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータ装置とＤＣ／ＤＣコンバータとの接合部に形成されたウォータージャケットとを備える。
【０００５】
このＰＣＵにおいては、ウォータージャケットに接続される補機（リザーバタンクやウォーターポンプなど）は、インバータ装置の側面上であって、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータに隣接して配設される。このＰＣＵによれば、エンジンルーム内で補機を効率的に配置することができるとともに、組付作業性が向上する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０４９３５号公報
【特許文献２】特開２０００−２８７３０３号公報
【特許文献３】特開２０００−２２４７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００４−３０４９３５号公報に開示されるＰＣＵにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータはインバータ装置と一体的に設けられているので、ＰＣＵが大型化し、ＰＣＵの搭載性が阻害される。
【０００７】
一方、ＰＣＵを小型化するためにＤＣ／ＤＣコンバータをＰＣＵから分離して配設する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータにより他の装置の搭載性が阻害されないように配慮する必要がある。特に、ハイブリッド自動車は、ＰＣＵや電動機、蓄電装置のほか、従来のエンジンも搭載しているので、搭載される装置点数が多く、装置の搭載性に十分に配慮する必要がある。
【０００８】
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、ＰＣＵの小型化を図り、かつ、それによる他の装置の搭載性を阻害しないハイブリッド自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、ハイブリッド自動車は、内燃機関と、内燃機関の出力軸に回転軸が機械的に結合されるモータジェネレータと、蓄電装置とモータジェネレータとの間で授受される電力を制御するパワーコントロールユニットと、蓄電装置から供給される電力の電圧レベルを変換して車載補機へ出力するコンバータとを備える。コンバータは、内燃機関においてオルタネータが配設される箇所に配設される。
【００１０】
この発明によるハイブリッド自動車においては、内燃機関の出力軸に回転軸が機械的に結合されるモータジェネレータが備えられ、モータジェネレータを用いて内燃機関の始動および内燃機関の出力による発電を行なうことができるので、従来のエンジン車に搭載されていたオルタネータは備えられていない。そして、コンバータは、内燃機関においてオルタネータが配設される箇所に配設されるので、コンバータの据付スペースを別途設けることなく、コンバータをＰＣＵから分離して配設できる。
【００１１】
したがって、この発明によるハイブリッド自動車によれば、コンバータが据付けられる内燃機関の搭載性を阻害することなく、ＰＣＵを小型化することができる。また、安全確保の観点から市場におけるＰＣＵの分解は禁止されており、コンバータがＰＣＵと一体化されているとコンバータの故障時にＰＣＵを一式交換する必要があるところ、このハイブリッド自動車によれば、コンバータのみを修理または交換することができる。さらに、ＰＣＵおよびコンバータの各々の仕様は個々の車両によって異なり、コンバータがＰＣＵと一体化されているとＰＣＵの種類が増加するところ、このハイブリッド自動車によれば、ＰＣＵの種類の増加を抑制することができる。
【００１２】
好ましくは、コンバータは、内燃機関を冷却する冷媒によって冷却される。
このハイブリッド自動車においては、コンバータは、内燃機関に据付けられ、内燃機関を冷却する冷媒によって冷却されるので、ＰＣＵとコンバータとの間に冷媒路を設ける必要がない。したがって、このハイブリッド自動車によれば、その分、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００１３】
好ましくは、コンバータは、内燃機関において内燃機関の出力が取出される側と反対側の近傍であって、かつ、内燃機関のクランク軸よりも車体上下方向の上方に配設される。
【００１４】
一般的に、内燃機関を冷却する冷媒は、内燃機関の出力が取出される側と反対側から内燃機関に対して入出力されるところ、このハイブリッド自動車によれば、コンバータは、内燃機関において内燃機関の出力が取出される側と反対側の近傍に配設されるので、コンバータに冷媒を容易に取込むことができる。また、このハイブリッド自動車によれば、コンバータは、内燃機関の比較的上部に据付けられるので、車体下部から飛散してくる雨水等がコンバータにかかるのを抑えることができる。
【００１５】
好ましくは、コンバータは、冷媒を冷却するラジエータからみて内燃機関よりも上流に配設される。
【００１６】
このハイブリッド自動車においては、ラジエータによって冷却された冷媒が熱容量の大きい内燃機関から受熱する前にコンバータに供給される。したがって、このハイブリッド自動車によれば、コンバータの冷却性を確保することができる。
【００１７】
好ましくは、ハイブリッド自動車は、内燃機関に据付けられ、かつ、冷媒が流される冷却系統において冷媒を循環させる電動ポンプをさらに備える。
【００１８】
このハイブリッド自動車においては、冷媒を循環させるポンプは電動ポンプから成るので、内燃機関の出力を用いてポンプを機械的に駆動する必要はない。したがって、このハイブリッド自動車によれば、内燃機関の出力をポンプへ伝達するためのベルトを不要にできる。また、ポンプロス削減による内燃機関の燃費向上を図ることができる。
【００１９】
好ましくは、電動ポンプは、コンバータから出力される電力によって駆動される。
このハイブリッド自動車においては、コンバータも電動ポンプも内燃機関に据付けられ、コンバータから電動ポンプに電力が供給される。したがって、このハイブリッド自動車によれば、電動ポンプに電力を供給するための電力線を短くすることができる。また、コンバータの出力電圧を高電圧化することにより、電動ポンプを小型化かつ高効率化することができる。
【００２０】
好ましくは、ハイブリッド自動車は、内燃機関に据付けられるエアコン用コンプレッサをさらに備える。コンバータは、エアコンの冷媒によって冷却される。
【００２１】
このハイブリッド自動車においては、コンバータとともにエアコン用コンプレッサも内燃機関に据付けられる。ここで、エアコン用コンプレッサにはエアコンの冷媒が流されており、エアコンの冷媒は内燃機関やＰＣＵを冷却する冷媒よりも低温であるところ、コンバータの冷却にエアコンの冷媒が用いられる。したがって、このハイブリッド自動車によれば、冷却性の高いエアコンの冷媒をコンバータに容易に取込むことができる。
【００２２】
好ましくは、エアコン用コンプレッサは、電動コンプレッサから成る。
このハイブリッド自動車においては、エアコン用コンプレッサは電動コンプレッサから成るので、内燃機関の出力を用いてコンプレッサを機械的に駆動する必要はない。したがって、このハイブリッド自動車によれば、内燃機関の出力をコンプレッサへ伝達するためのベルトを不要にできる。また、コンプレッサ駆動分のロス削減による内燃機関の燃費向上を図ることができる。
【００２３】
好ましくは、エアコン用コンプレッサは、コンバータから出力される電力によって駆動される。
【００２４】
このハイブリッド自動車においては、コンバータもエアコン用コンプレッサも内燃機関に据付けられ、コンバータからエアコン用コンプレッサに電力が供給される。したがって、このハイブリッド自動車によれば、エアコン用コンプレッサに電力を供給するための電力線を短くすることができる。また、コンバータの出力電圧を高電圧化することにより、エアコン用コンプレッサを小型化かつ高効率化することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、内燃機関においてオルタネータが配設される箇所にコンバータを配設するようにしたので、コンバータが据付けられる内燃機関の搭載性を阻害することなく、ＰＣＵを小型化することができる。また、コンバータはＰＣＵと分離して配設されるので、コンバータのみを修理または交換することができ、さらに、ＰＣＵの種類の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、主蓄電装置Ｂ１と、パワーコントロールユニット（Power Control Unit：以下「ＰＣＵ」とも称する。）５０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」とも称する。）２４とを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、エンジンＥＮＧと、動力分割機構１６と、リダクションギヤ１８と、ドライブシャフト２０と、前輪ＦＲ，ＦＬと、後輪ＲＲ，ＲＬとをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、補機用蓄電装置Ｂ２と、ウォーターポンプ２６とをさらに備える。
【００２８】
動力分割機構１６は、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構１６としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジンＥＮＧのクランク軸を通すことで動力分割機構１６にエンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００２９】
なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、リダクションギヤ１８によってドライブシャフト２０に結合されている。また、動力分割機構１６の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対するリダクションギヤをさらに組込んでもよい。
【００３０】
そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジンＥＮＧの始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、前輪ＦＲ，ＦＬを駆動する電動機としてハイブリッド自動車１００に組込まれる。
【００３１】
主蓄電装置Ｂ１は、ＰＣＵ５０に接続される。主蓄電装置Ｂ１は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。主蓄電装置Ｂ１は、ＰＣＵ５０およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ直流電力を供給する。また、主蓄電装置Ｂ１は、エンジンＥＮＧの出力を用いたモータジェネレータＭＧ１の発電時およびモータジェネレータＭＧ２による回生制動時、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２から発電電力を受けるＰＣＵ５０によって充電される。なお、主蓄電装置Ｂ１として、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００３２】
ＰＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０と、インバータ１２，１４とを含む。昇圧コンバータ１０は、主蓄電装置Ｂ１に接続される。インバータ１２，１４は、互いに並列して昇圧コンバータ１０に接続される。また、インバータ１２，１４は、３相ケーブルを介してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続される。
【００３３】
昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて、主蓄電装置Ｂ１から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧をインバータ１２，１４へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて、インバータ１２，１４から受ける直流電圧を主蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧して主蓄電装置Ｂ１を充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成される。
【００３４】
インバータ１２は、ＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて、昇圧コンバータ１０から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ１２は、エンジンＥＮＧの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧をＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力する。
【００３５】
インバータ１４は、ＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて、昇圧コンバータ１０から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１４は、車両の回生制動時、前輪ＦＲ，ＦＬからの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧をＥＣＵ２４からの制御信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力する。
【００３６】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１２へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１２から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンＥＮＧの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１４から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ１４へ出力する。
【００３７】
ＥＣＵ２４は、昇圧コンバータ１０およびインバータ１２，１４をそれぞれ駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ１２，１４へ出力する。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、昇圧コンバータ１０に並列して主蓄電装置Ｂ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、主蓄電装置Ｂ１または昇圧コンバータ１０から受ける直流電圧を補機系の電圧レベルに降圧して補機用蓄電装置Ｂ２を充電する。補機用蓄電装置Ｂ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に接続され、このハイブリッド自動車１００に搭載される各補機へ補機電力を供給する。
【００３９】
ウォーターポンプ２６は、エンジンＥＮＧの冷却水を循環させる機械式のポンプである。ウォーターポンプ２６は、エンジンＥＮＧの動作時、エンジンＥＮＧによって駆動される。
【００４０】
このハイブリッド自動車１００においては、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの出力を用いて発電し、その発電した電力をインバータ１２へ出力する。インバータ１２は、モータジェネレータＭＧ１からの電力を整流して昇圧コンバータ１０へ出力する。昇圧コンバータ１０は、インバータ１２からの電力の電圧レベルを主蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧して主蓄電装置Ｂ１およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、昇圧コンバータ１０または主蓄電装置Ｂ１から受ける直流電圧を補機系の電圧レベルに降圧して補機用蓄電装置Ｂ２を充電する。
【００４１】
すなわち、このハイブリッド自動車１００においては、エンジンＥＮＧの出力を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電が行なわれ、その発電電力を用いて補機用蓄電装置Ｂ２の充電が行なわれる。したがって、このハイブリッド自動車１００は、エンジンのみを動力源とする従来車に搭載されているオルタネータを備えていない。
【００４２】
オルタネータは、従来車においてエンジンに据付けられ、エンジンの出力を用いて発電して補機用蓄電装置を充電する装置である。オルタネータは、従来車においては、エンジンにおいてエンジンの出力が取出される側と反対側の近傍であって、かつ、エンジンのクランク軸よりも車体上下方向の上方に配設されている。
【００４３】
そして、このハイブリッド自動車１００においては、不要となったオルタネータの跡地にＤＣ／ＤＣコンバータ２２が据付けられる。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ＰＣＵ５０から分離してエンジンＥＮＧに配設される。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が据付けられるエンジンＥＮＧにおいては、オルタネータの跡地にＤＣ／ＤＣコンバータ２２が据付けられるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の据付スペースを新たに確保する必要はなく、エンジンＥＮＧの搭載スペースを従来車と同等レベルに抑えることができる。
【００４４】
図２，図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２がエンジンＥＮＧに据付けられた様子を説明するための図である。図２は、図１に示したエンジンＥＮＧの正面図（エンジンＥＮＧのクランク軸方向から見た図）であり、図３は、図１に示したエンジンＥＮＧの側面図である。
【００４５】
図２，図３を参照して、エンジンＥＮＧは、シリンダーブロック１１２と、シリンダーヘッド１１４と、吸気ポート１１６と、排気ポート１１８と、プーリ１２０と、ベルト１２２とを含む。シリンダーヘッド１１４は、シリンダーブロック１１２の上部に配設され、シリンダーヘッド１１４に吸気ポート１１６および排気ポート１１８が配設される。なお、図３では、排気ポート１１８は図示されていない。
【００４６】
エンジンＥＮＧには、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構１６およびリダクションギヤ１８を含むトランスアクスルＴＡが接続される。シリンダーブロック１１２を挟んでトランスアクスルＴＡの反対側には、プーリ１２０およびベルト１２２が設けられる。
【００４７】
ウォーターポンプ２６は、エンジンＥＮＧにおいてプーリ１２０が設けられる面の近傍であって、エンジンＥＮＧの側面上部に据付けられる。ウォーターポンプ２６は、エンジンＥＮＧのクランク軸に連動して回転するプーリ１２０にベルト１２２を介して連結され、エンジンＥＮＧの出力を用いて作動する。
【００４８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ウォーターポンプ２６の近傍であって、このハイブリッド自動車１００においては不要となったオルタネータの跡地に据付けられる。すなわち、上述のように、オルタネータは、従来車においては、エンジンにおいてエンジンの出力が取出される側と反対側の近傍であって、かつ、エンジンのクランク軸よりも車体上下方向の上方に配設されている。また、従来車において、オルタネータは、ウォーターポンプの近傍に配設され、ウォーターポンプとともにエンジンの出力を用いて作動する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、このオルタネータの跡地、すなわち、エンジンＥＮＧにおいてエンジンＥＮＧの出力が取出される側（トランクアクスルＴＡ側）とシリンダーブロック１１２を挟んで反対側の近傍であって、かつ、エンジンＥＮＧのクランク軸よりも車体上下方向の上方であり、さらに、ウォーターポンプ２６の近傍に配設される。
【００４９】
このように、不要となったオルタネータの跡地にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を据付けることによって、エンジンＥＮＧの搭載スペースは、従来のエンジン車と同等レベルで済む。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、エンジンＥＮＧの側面上部（少なくともエンジンＥＮＧのクランク軸よりも上方）に据付けられるので、車体下部から巻上げられた雨水等がＤＣ／ＤＣコンバータ２２にかかるのを抑えることができる。
【００５０】
図４は、図１に示したハイブリッド自動車１００の冷却システムを説明するための図である。図４を参照して、この冷却システム２００は、エンジンＥＮＧと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、ＰＣＵ５０と、ウォーターポンプ２６，２１８と、ラジエータ２１２，２１４と、サーモスタット２１６と、冷却水路２２０〜２３８とを含む。
【００５１】
ラジエータ２１２の出力ポートとサーモスタット２１６との間に冷却水路２２０が設けられ、サーモスタット２１６とウォーターポンプ２６との間に冷却水路２２２が設けられる。また、ウォーターポンプ２６とエンジンＥＮＧとの間に冷却水路２２４が設けられ、エンジンＥＮＧとラジエータ２１２の入力ポートとの間に冷却水路２２６が設けられる。さらに、サーモスタット２１６と冷却水路２２６との間にバイパス用の冷却水路２２８が設けられる。
【００５２】
また、ラジエータ２１４の出力ポートとＰＣＵ５０との間に冷却水路２３０が設けられ、ＰＣＵ５０とウォーターポンプ２１８との間に冷却水路２３２が設けられる。さらに、ウォーターポンプ２１８とＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間に冷却水路２３４が設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間に冷却水路２３６が設けられる。また、さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とラジエータ２１４の入力ポートとの間に冷却水路２３８が設けられる。
【００５３】
この冷却システム２００においては、エンジンＥＮＧの冷却系統とＰＣＵ５０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の冷却系統（以下「電気系の冷却系統」とも称する。）とは分離されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、後者の冷却系統に組込まれて冷却される。
【００５４】
ラジエータ２１２は、エンジンＥＮＧの冷却水を冷却し、ラジエータ２１４は、電気系の冷却系統の冷却水を冷却する。ウォーターポンプ２６は、エンジンＥＮＧの冷却水を循環させるためのポンプであり、ウォーターポンプ２１８は、電気系の冷却系統の冷却水を循環させるためのポンプである。サーモスタット２１６は、エンジンＥＮＧの温度が低いとき、ラジエータ２１２からの冷却水を冷却水路２２８へ流す。
【００５５】
以上のように、この実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１が設けられることにより不要になったオルタネータの跡地にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を据付けるようにしたので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の据付スペースを別途設けることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２をＰＣＵ５０から分離して配設できる。
【００５６】
したがって、この実施の形態１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が据付けられるエンジンＥＮＧの搭載性を阻害することなく、ＰＣＵ５０を小型化することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２はＰＣＵ５０から分離されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の故障時にＰＣＵ５０を一式交換することなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のみを修理または交換することができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２がＰＣＵ５０から分離されることにより、ＰＣＵ５０の種類の増加を抑制することができる。また、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、エンジンＥＮＧの比較的上部に据付けられるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の水かかりに対する信頼性が確保される。
【００５７】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１と冷却系統の構成が異なる。実施の形態２によるハイブリッド自動車の全体構成およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２の据付箇所は、実施の形態１によるハイブリッド自動車１００と同じである。
【００５８】
図５は、この発明の実施の形態２によるハイブリッド自動車の冷却システムを説明するための図である。図５を参照して、この冷却システム２００Ａは、図４に示した実施の形態１における冷却システム２００の構成において、冷却水路２２４，２３４，２３６に代えて冷却水路２４０，２４２，２４４を含む。
【００５９】
すなわち、ウォーターポンプ２６とＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間に冷却水路２４０が設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２とエンジンＥＮＧとの間に冷却水路２４２が設けられる。また、ウォーターポンプ２１８とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間に冷却水路２４４が設けられる。
【００６０】
この冷却システム２００Ａにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、エンジンＥＮＧの冷却系統に組込まれて冷却される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、エンジンＥＮＧに据付けられるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に接続される冷却水路２４０，２４２は短くて済む。
【００６１】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ラジエータ２１２からみてエンジンＥＮＧよりも上流側に配設されるので、ラジエータ２１２によって冷却された冷却水が熱容量の大きいエンジンＥＮＧから受熱する前にＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給される。
【００６２】
以上のように、この実施の形態２によれば、エンジンＥＮＧに据付けられるＤＣ／ＤＣコンバータ２２をエンジンＥＮＧの冷却水を用いて冷却するようにしたので、電気系の冷却系統からＤＣ／ＤＣコンバータ２２まで冷却水路を敷設する必要がない。したがって、その分、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００６３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、シリンダーブロック１１２を挟んでトランスアクスルＴＡの反対側（エンジンＥＮＧの出力が取出される側と反対側）の近傍に据付けられ、エンジンＥＮＧの冷却水の取出しが容易な場所に配設されているので、冷却系統を容易に構成することができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ラジエータ２１２からみてエンジンＥＮＧよりも上流に配設されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の冷却性を確保することができる。
【００６４】
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図６を参照して、ハイブリッド自動車１００Ａは、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、ウォーターポンプ２６およびＥＣＵ２４に代えてそれぞれ電動ウォーターポンプ２６ＡおよびＥＣＵ２４Ａを備える。
【００６５】
電動ウォーターポンプ２６Ａは、補機用蓄電装置Ｂ２から電力の供給を受け、ＥＣＵ２４Ａからの駆動指令に基づいて作動する。そして、電動ウォーターポンプ２６Ａは、エンジンＥＮＧの冷却系統の冷却水を循環させる。
【００６６】
ＥＣＵ２４Ａは、電動ウォーターポンプ２６Ａを駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を電動ウォーターポンプ２６Ａへ出力する。なお、ＥＣＵ２４Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＥＣＵ２４と同じである。
【００６７】
また、ハイブリッド自動車１００Ａのその他の構成は、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００と同じである。
【００６８】
図７は、図６に示したエンジンＥＮＧの正面図である。なお、この図７は、実施の形態１で説明した図２に対応するものである。図７を参照して、電動ウォーターポンプ２６Ａは、実施の形態１におけるウォーターポンプ２６と同じ場所に据付けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２も、実施の形態１と同様に、電動ウォーターポンプ２６Ａの近傍であって、不要となったオルタネータの跡地に据付けられる。
【００６９】
この実施の形態３においては、電動ウォーターポンプ２６Ａは、補機用蓄電装置Ｂ２からの電力によって作動するので、実施の形態１においてウォーターポンプ２６を駆動するために必要とされたベルト１２２は不要である。そして、エンジンＥＮＧの負荷からウォーターポンプ駆動分が除かれることによりエンジンフリクションが低減する。
【００７０】
以上のように、この実施の形態３によれば、エンジンＥＮＧの出力を用いてウォーターポンプを機械的に駆動する必要はないので、エンジンＥＮＧの出力をウォーターポンプへ伝達するためのベルトを不要にできる。また、エンジンフリクションの低減によりエンジンＥＮＧの燃費が向上する。
【００７１】
［実施の形態４］
図８は、この発明の実施の形態４によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図８を参照して、ハイブリッド自動車１００Ｂは、図６に示した実施の形態３によるハイブリッド自動車１００Ａの構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に代えてＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａを備える。
【００７２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、主蓄電装置Ｂ１または昇圧コンバータ１０から受ける直流電圧を補機系の電圧レベルに降圧して電動ウォーターポンプ２６Ａへ出力する。
【００７３】
なお、ハイブリッド自動車１００Ｂのその他の構成は、図６に示した実施の形態３によるハイブリッド自動車１００Ａと同じである。
【００７４】
図９は、図８に示したエンジンＥＮＧの正面図である。なお、この図９も、実施の形態１で説明した図２に対応するものである。図９を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、実施の形態１〜３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と同様に、電動ウォーターポンプ２６Ａの近傍であって、不要となったオルタネータの跡地に据付けられる。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、電力線１２４を介して電動ウォーターポンプ２６Ａへ電力を供給する。
【００７５】
この実施の形態４においては、電動ウォーターポンプ２６Ａは、近傍に配設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａから電力の供給を受ける。したがって、この実施の形態４によれば、電動ウォーターポンプ２６ＡとＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａとの間の電力線１２４を短くすることができる。
【００７６】
また、この実施の形態４によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの出力電圧を高電圧化することにより、電動ウォーターポンプ２６Ａを小型化かつ高効率化することも可能である。
【００７７】
［実施の形態５］
図１０は、この発明の実施の形態５によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図１０を参照して、ハイブリッド自動車１００Ｃは、図８に示した実施の形態４によるハイブリッド自動車１００Ｂの構成において、エアコンコンプレッサ２８をさらに備える。
【００７８】
エアコンコンプレッサ２８は、このハイブリッド自動車１００Ｃに搭載されるエアコンに用いられるコンプレッサである。エアコンコンプレッサ２８は、エンジンＥＮＧの動作時、エンジンＥＮＧによって駆動される。
【００７９】
なお、ハイブリッド自動車１００Ｃのその他の構成は、図８に示した実施の形態４によるハイブリッド自動車１００Ｂと同じである。
【００８０】
このハイブリッド自動車１００Ｃにおいては、エアコンコンプレッサ２８は、エンジンＥＮＧに据付けられ、エンジンＥＮＧによって駆動される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、エアコンの冷媒によって冷却される。
【００８１】
すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａもエアコンコンプレッサ２８もエンジンＥＮＧに据付けられるところ、エアコンコンプレッサ２８にはエアコンの冷媒が流れており、エアコンの冷媒は、エンジンＥＮＧの冷却水や電気系の冷却系統の冷却水よりも低温であるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの冷却にエアコンの冷媒を用いたものである。
【００８２】
図１１は、図１０に示したエンジンＥＮＧの正面図である。なお、この図１１も、実施の形態１で説明した図２に対応する。図１１を参照して、エアコンコンプレッサ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの近傍に据付けられ、エンジンＥＮＧのクランク軸に連動して回転するプーリ１２０にベルト１２６を介して連結される。そして、エアコンコンプレッサ２８は、エンジンＥＮＧの出力を用いて作動する。
【００８３】
言い換えると、エアコンコンプレッサを搭載した従来車において、オルタネータは、エアコンコンプレッサの近傍に配設され、エアコンコンプレッサとともにエンジンの出力を用いて作動するところ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、エアコンコンプレッサ２８の近傍のオルタネータ跡地に配設される。
【００８４】
なお、この図１１では、エアコンコンプレッサ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの近傍に配設される電動ウォーターポンプ２６Ａの下部近傍に配設されているが、エアコンコンプレッサ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの上部やクランク軸方向に沿ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａに隣接配置してもよい。
【００８５】
図１２は、図１０に示したハイブリッド自動車１００Ｃに搭載されるエアコンの冷媒系統の一部を示した図である。図１２を参照して、この冷媒系統は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａと、エアコンコンプレッサ２８と、コンデンサ２５０とを含む。
【００８６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、エアコン室内機からのエアコン冷媒を受け、その受けたエアコン冷媒によって冷却される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、近傍に配設されるエアコンコンプレッサ２８へエアコン冷媒を出力する。エアコンコンプレッサ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａからエアコン冷媒を受け、その受けた冷媒を圧縮してコンデンサ２５０へ出力する。コンデンサ２５０は、エアコンコンプレッサ２８によって圧縮されたエアコン冷媒を冷却して凝縮させ、エアコン室内機へ再び供給する。
【００８７】
以上のように、この実施の形態５によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａおよびエアコンの冷媒が流されるエアコンコンプレッサ２８がともにエンジンＥＮＧに据付けられるので、冷却性の高いエアコンの冷媒をＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａに容易に取込むことができる。
【００８８】
［実施の形態６］
図１３は、この発明の実施の形態６によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図１３を参照して、ハイブリッド自動車１００Ｄは、図１０に示した実施の形態５によるハイブリッド自動車１００Ｃの構成において、エアコンコンプレッサ２８およびＥＣＵ２４Ａに代えてそれぞれ電動エアコンコンプレッサ２８ＡおよびＥＣＵ２４Ｂを備える。
【００８９】
電動エアコンコンプレッサ２８Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａから電力の供給を受け、ＥＣＵ２４Ｂからの駆動指令に基づいて作動する。
【００９０】
ＥＣＵ２４Ｂは、電動エアコンコンプレッサ２８Ａを駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を電動エアコンコンプレッサ２８Ａへ出力する。なお、ＥＣＵ２４Ｂのその他の機能は、実施の形態３〜５におけるＥＣＵ２４Ａと同じである。
【００９１】
また、ハイブリッド自動車１００Ｄのその他の構成は、図１０に示した実施の形態５によるハイブリッド自動車１００Ｃと同じである。
【００９２】
図１４は、図１３に示したエンジンＥＮＧの正面図である。なお、この図１４も、実施の形態１で説明した図２に対応する。図１４を参照して、電動エアコンコンプレッサ２８Ａは、実施の形態５におけるエアコンコンプレッサ２８と同じ場所に据付けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａおよび電動ウォーターポンプ２６Ａも、実施の形態５と同じ場所に据付けられる。
【００９３】
この実施の形態６においては、電動エアコンコンプレッサ２８Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａから電力線１２８を介して受ける電力によって作動するので、実施の形態５においてエアコンコンプレッサ２８を駆動するために必要とされたベルト１２６は不要である。そして、エンジンＥＮＧの負荷からコンプレッサ駆動分が除かれることによりエンジンフリクションが低減する。
【００９４】
以上のように、この実施の形態６によれば、エンジンＥＮＧの出力を用いてエアコンコンプレッサを機械的に駆動する必要はないので、エンジンＥＮＧの出力をエアコンコンプレッサへ伝達するためのベルトを不要にできる。また、エンジンフリクションの低減によりエンジンＥＮＧの燃費が向上する。
【００９５】
また、この実施の形態６においては、電動エアコンコンプレッサ２８Ａは、近接して配設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａから電力の供給を受ける。したがって、この実施の形態６によれば、電動エアコンコンプレッサ２８ＡとＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａとの間の電力線１２８を短くすることができる。
【００９６】
さらに、この実施の形態６によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの出力電圧を高電圧化することにより、電動エアコンコンプレッサ２８Ａを小型化かつ高効率化することも可能である。
【００９７】
なお、上記の実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２２Ａは、ＰＣＵ５０から分離してエンジンＥＮＧに配設されたが、ＤＣ／ＤＣコンバータを主蓄電装置Ｂ１のパック内（電池パック内）に配置し空冷することも考えられる。しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータを電池パック内に配置して空冷する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの冷却性が外気温によって影響される可能性があるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの冷却性の観点からは、上記の実施の形態のようにＤＣ／ＤＣコンバータをエンジンに配設するのが好ましい。
【００９８】
また、上記の各実施の形態１〜６においては、動力分割機構１６を用いたハイブリッド自動車について説明したが、この発明は、このようなシステム構成のハイブリッド自動車に限定されない。この発明は、モータジェネレータが設けられることによって不要になったオルタネータの跡地にＤＣ／ＤＣコンバータが据付けられるハイブリッド自動車一般に適用可能であり、パラレル式やシリーズ式のハイブリッド自動車にも適用可能である。
【００９９】
なお、上記において、エンジンＥＮＧは、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「モータジェネレータ」に対応する。また、主蓄電装置Ｂ１は、この発明における「蓄電装置」に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２２Ａは、この発明における「コンバータ」に対応する。さらに、電動ウォーターポンプ２６Ａは、この発明における「電動ポンプ」に対応する。
【０１００】
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】
【０１０１】
【図１】この発明の実施の形態１によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すエンジンの正面図である。
【図３】図１に示すエンジンの側面図である。
【図４】図１に示すハイブリッド自動車の冷却システムを説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるハイブリッド自動車の冷却システムを説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図７】図６に示すエンジンの正面図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図９】図８に示すエンジンの正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態５によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１１】図１０に示すエンジンの正面図である。
【図１２】図１０に示すハイブリッド自動車に搭載されるエアコンの冷媒系統の一部を示した図である。
【図１３】この発明の実施の形態６によるハイブリッド自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図１４】図１３に示すエンジンの正面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  昇圧コンバータ、１２，１４  インバータ、１６  動力分割機構、１８  リダクションギヤ、２０  ドライブシャフト、２２，２２Ａ  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４，２４Ａ，２４Ｂ  ＥＣＵ、２６，２１８  ウォーターポンプ、２６Ａ  電動ウォーターポンプ、２８  エアコンコンプレッサ、２８Ａ  電動エアコンコンプレッサ、５０  ＰＣＵ、１００，１００Ａ〜１００Ｄ  ハイブリッド自動車、１１２  シリンダーブロック、１１４  シリンダーヘッド、１１６  吸気ポート、１１８  排気ポート、１２０  プーリ、１２２，１２６  ベルト、１２４，１２８  電力線、２００，２００Ａ  冷却システム、２１２，２１４  ラジエータ、２１６  サーモスタット、２２０〜２４４  冷却水路、２５０  コンデンサ、Ｂ１  主蓄電装置、Ｂ２  補機用蓄電装置、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＥＮＧ  エンジン、ＦＲ，ＦＬ  前輪、ＲＲ，ＲＬ  後輪、ＴＡ  トランスアクスル。
【図１】
2007168728.tif 000003
【図２】
2007168728.tif 000004
【図３】
2007168728.tif 000005
【図４】
2007168728.tif 000006
【図５】
2007168728.tif 000007
【図６】
2007168728.tif 000008
【図７】
2007168728.tif 000009
【図８】
2007168728.tif 000010
【図９】
2007168728.tif 000011
【図１０】
2007168728.tif 000012
【図１１】
2007168728.tif 000013
【図１２】
2007168728.tif 000014
【図１３】
2007168728.tif 000015
【図１４】
2007168728.tif 000016