JP2001322439A - ハイブリッド車両用動力源のインバータ取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハイブリッド用車両に搭載される内燃機関と変
速機と電動機とを具備する動力源では、電動機の通電を
制御するためにインバータを必要とするが、インバータ
と電動機とを電気的に接続するケーブルの取り回しが長
くなり、組付作業性が低下した。 【解決手段】エンジン１とエンジン１の回転を変速する
変速機２と、少なくともエンジン１の駆動力を補助する
電気回転機とを備えてなるハイブリッド車両用動力源Ｐ
Ｐに、電気回転機の通電を制御するインバータ４を、エ
ンジン１と変速機２と電気回転機との少なくともいずれ
かの近傍で、かつ車両に搭載された際に走行風が当たる
位置に一体的に取り付ける構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
に搭載される動力源に一体的にインバータを組み付ける
ハイブリッド車両用動力源のインバータ取付構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイブリッド車両用動力源すなわ
ちパワープラントは、例えば特開平１１−１４８３８８
号公報に記載のもののように、多気筒の機関本体とその
機関本体の始動のためのスタータモータやその他の補機
を装備するとともに変速機とが一体化された内燃機関
と、機関本体と変速機との間に介装される電気回転機と
を具備している。通常、電気回転機は、走行に際して電
動機として機能するとともに、車両が例えば減速状態に
ある場合は発電機としても機能するものである。このよ
うな電気回転機は、バッテリの直流電力を交流電力に変
換するインバータを介して電力が供給されるようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したパワープラン
トでは、インバータは防水性の点から車両の室内に取り
付けられることが多く、車両室外にある電気回転機にケ
ーブルを介してインバータと電気回転機とを電気的に接
続するものである。しかしながら、このようなインバー
タと電気回転機との配置では、ケーブルが長くなり、イ
ンバータの取付位置までの間で他の補機等と干渉しない
ようにケーブルを取り回す必要がある。このため、その
ような取り回しのための空間が必要となり、エンジンル
ーム内のレイアウトを工夫する必要があった。

【０００４】一方、ケーブルの取り回しを短くするため
に、インバータ自体を密閉構造のものにして、防水性を
向上させた上で電気回転機の上方に取り付けることがあ
る。このような電気回転機の上方に取り付ける場合、電
気回転機の発熱によりインバータが熱的に影響を受ける
ことがある。その上、通常、インバータは、通電するこ
とにより発熱するので、電気回転機の熱の影響及び発熱
により性能が低下しないように常時冷却する必要があ
る。インバータの冷却は、空冷式と水冷式とがあるが、
空冷式で冷却用ファンを使用するものでは、インバータ
の取付空間と冷却ファンの取付空間とを確保する必要が
あり、エンジンルーム内にこれら空間を確保することが
難しい場合がある。また、水冷式のものでは、内燃機関
冷却用のラジエータの前方に、インバータ冷却用のラジ
エータを設置するため、このための冷却水配管が長くな
り、取り回しが容易でなく、製造コストを上昇させる要
因となった。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るハイブリッド車両用動力源
のインバータ取付構造は、内燃機関と少なくとも補助す
る内燃機関の駆動力を電気回転機とを具備してなり、電
気回転機の近傍位置で走行風の当たる位置にインバータ
を一体的に取り付ける構成である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、内燃機関と内燃機関の
回転を変速する変速機と、少なくとも内燃機関の駆動力
を補助する電気回転機とを備えてなるハイブリッド車両
用動力源に、電気回転機の通電を制御するインバータ
を、電気回転機の近傍で、かつ車両に搭載された際に走
行風が当たる位置に一体的に取り付けることを特徴とす
るハイブリッド車両用動力源のインバータ取付構造であ
る。

【０００８】このような構成のものであれば、インバー
タは、電気回転機近傍に一体的に取り付けられるので、
インバータと電気回転機との間の電気配線をケーブルを
介することなく最短にすることが可能になる。このた
め、インバータと電気回転機との間の電気配線用のコネ
クタが不要となり、電気配線を簡素化することが可能に
なり、エンジンルーム内の空間を有効に利用することが
可能になる。しかも、インバータの取付位置は、走行風
が当たる位置であるので、インバータを冷却水により冷
却することなく十分に冷却することが可能になり、冷却
構造を複雑化することなく冷却性能を向上させることが
可能になる。

【０００９】インバータの取付は、具体的には、主とし
て変速機の外面に取り付けるものが挙げられる。このよ
うに、変速機の外面に取り付けることにより、走行風が
当たりやすくなり、冷却性能をさらに向上させることが
可能になる。

【００１０】エンジンルームの空間利用率を向上させる
ためには、インバータを、内燃機関の外面に形成された
凹部に対応させて取り付けることが好ましい。具体的に
は、インバータを、内燃機関の始動のためのスタータモ
ータが取り付けられるべき位置に取り付けるものが挙げ
られる。

【００１１】インバータを効率よく冷却するためには、
インバータが、その取付面に断熱材を備え、かつ放熱面
に冷却フィンを備えるものが好適である。このように、
断熱材を備えることにより、取付面から放射される熱を
遮断し、その断熱状態において放熱面積を拡大する冷却
フィンにより冷却するので、インバータを必要かつ十分
に冷却することが可能になる。

【００１２】なお、内燃機関としては、ガソリン、軽
油、天然ガス等を燃料とするレシプロエンジン及びロー
タリエンジン等の容量型内燃機関、及びガスタービン等
の回転式内燃機関が挙げられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１４】図１〜図３に示すハイブリッド車両用動力
源（以下、動力源と略称する）ＰＰは、内燃機関である
４気筒のガソリンエンジン（以下、エンジンと略称す
る）１と、エンジン１の回転を変速する変速機２と、電
気回転機である三相交流の電動機３とを具備してなる。
この実施例では、エンジン１と変速機２との間に電動機
３が配設される構成で、電動機３は車両が停車している
間にアイドリングすることなく停止するエンジン１を始
動する際のスタータとして少なくとも機能するととも
に、車両が減速状態にある場合には、車輪からの駆動力
により回生作動して発電機として機能するものである。
電動機３の周方向の外面には、略全周にわたって複数の
冷却用のフィン３ａが設けてある。このような構成の動
力源ＰＰは、例えば車両の車軸に対してエンジン１のク
ランク軸の軸線が平行になるように搭載される、いわゆ
る横置きタイプのものである。

【００１５】電動機３への通電を制御するインバータ４
は、空冷式のもので、直方体形状の箱型をしており、そ
の一方の外面に冷却フィン４ａが設けてあるとともに、
冷却フィン４ａに背向する取付面には断熱材４ｂが張り
つけてある。このインバータ４は、電動機３に一体化さ
れるもので、電動機３への電気的接続のために三相交流
用の３本の配線材４ｃが、一方の端壁から引き出されて
いる。この配線材４ｃは、電動機３の内部に引き込まれ
て、ケーブル等を介することなく直接に電動機３と電気
的に接続される。したがって、インバータ４と電動機３
との間に、長尺のケーブルはなく、またインバータ４か
ら引き出されたケーブルを電動機３に接続するためのコ
ネクタも存在しない。配線材４ｃは、インバータ４の端
壁に固定されて取付部材を構成するカバー４ｄにより、
防水構造内に内蔵されるものである。

【００１６】一方、配線材４ｃが引き出された端壁と背
向する端壁には、インバータ４を固定するための取付部
材４ｅが固定してある。そして、車両に動力源ＰＰが搭
載された際に、冷却フィン４ａに走行風が当たるよう
に、冷却フィン４ａが車両の前方に向くようにして、取
付部材４ｅを動力源ＰＰを構成する変速機２の外面に固
定することにより、変速機２近傍に変速機２の外面から
離間した状態で取り付けられる。取付部材４ｅと変速機
２との間には防振用のインシュレータは介在させてな
く、剛結してある。このため、インバータ４内に車両や
動力源ＰＰの振動がインバータ４に伝達されるものとな
るが、この振動は、インバータ４内のプリント配線基板
やパワー半導体の取付を防振構造とすることにより、吸
収されるようにしてある。

【００１７】このように、インバータ４は、エンジン１
とエンジン１のクランク軸の軸線方向に直列に配設され
る電動機３及び変速機２の、電動機３と変速機２との両
方に跨がって、それらの近傍つまり電動機３と変速機２
との外面からわずかに離間して取り付けられるものであ
る。つまり、動力源ＰＰが車両のエンジンルーム内に搭
載された際に、車両の前方方向に向かって冷却フィン４
ａが位置するように取り付けられるものである。しか
も、インバータ４と電動機３との間には、電動機３から
引き出された配線材４ｃしか存在しないため、インバー
タ４と電動機３との電気的接続は最短長にすることがで
き、インバータ４と電動機３との配線を簡素化すること
ができる。したがって、インバータ４と電動機３との電
気的接続のためのケーブル等を収容する空間を必要とし
なくなり、エンジンルーム内の空間の利用効率を高くす
ることができる。また、電動機３と変速機２との外面の
走行風の当たる位置に取り付けてあるので、特別な冷却
装置を設定しなくとも十分にインバータ４を冷却するこ
とができる。加えて、動力源ＰＰを車体に組み付ける前
にインバータ４を動力源ＰＰに一体的に取り付けるの
で、インバータ４を個別に車体に組み付ける必要がなく
なり、動力源ＰＰを車体に組み付けることによりインバ
ータ４をも車両に組み付けることができる。したがっ
て、動力源ＰＰを車体に組み付けた後の車両組立工程を
短縮することができる。

【００１８】なお、本発明は以上に説明した実施例に限
定されるものではない。以下に説明するインバータにあ
っても、上記実施例と同様に、インバータから直接三相
交流用の配線材が引き出してあり、その配線材を直接電
動機３に接続するものである。また、動力源ＰＰ自体
は、上記実施例と同じ構成であってよい。

【００１９】インバータ１０４は、例えばエンジン１の
外面に形成された凹部５に取り付けるものであってもよ
い。上記凹部５は、図４及び図５に示すように、具体的
には、例えばエンジン１下部を構成するオイルパン１ａ
の、電動機３との間にあるものが挙げられる。通常、オ
イルパン１ａは、変速機２が取り付けられる端側におい
て浅くなっており、したがってエンジン１の搭載状態に
おいて正面から見た場合に、その部分が凹んだ形状にな
ってデッドスペースとして存在している。つまり、この
オイルパン１ａにおける凹部５には、補機類は取り付け
られておらず、何も利用されていない空間となってい
る。

【００２０】この凹部１ａは、エンジン１と変速機２と
の間に電動機３を介設した動力源ＰＰでは、電動機３に
接する位置にある。したがって、上記実施例と同様に、
インバータ１０４から引き出された配線材（図示しな
い）を電動機３に引き込み、直接電気的に電動機３とイ
ンバータ１０４とを接続して、インバータ１０４と電動
機３とを一体化した状態で取り付けることができる。取
付に際しては、インバータ１０４の冷却フィン１０４ａ
が下向きに、かつそれぞれのフィンが手前から奥行き方
向に整列するようにインバータ４を取り付ける。このよ
うに冷却フィン１０４ａを整列させると、走行風が各フ
ィンの間を通過し、しかもオイルパン１ａから離れた位
置に冷却フィン１０４ａが位置することになるのでオイ
ルパン１ａからの熱の影響を最小限にすることができ、
冷却性能が向上する。しかも、デッドスペースを利用し
ているので、動力源ＰＰの大きさを変更することなくイ
ンバータ１０４が取り付けられ、エンジンルームの空間
を狭くすることを防止することができる。

【００２１】さらに、インバータ２０４は、通常、エン
ジンを始動するために取り付けられるスタータモータを
取り付ける位置に取り付けるものであってもよい。すな
わち、ハイブリッド車両に搭載される動力源ＰＰでは、
電気回転機を具備しているので、ハイブリッド車両に搭
載される通常のエンジンに取り付けられているスタータ
モータは不要となる。エンジン自体は、ハイブリッド車
両用とそれ以外の車両用のもので基本的な構造は変わら
ない。したがって、ハイブリッド車両における動力源Ｐ
Ｐに利用されるエンジンにあっては、スタータモータを
取り除いたものとなる。このため、このスタータモータ
を取り付けていた場所には、スタータモータの大きさに
対応するだけのデッドスペースが生じることになる。

【００２２】スタータモータは、その駆動軸に取り付け
られたギアがエンジンのフライホイールのリングギアに
歯合するように配設されるので、動力源ＰＰにあって
は、スタータモータを取り除いた後のデッドスペース
は、電動機３の近傍に位置することになる。しかも、図
６に示すように、動力源ＰＰが車両に搭載された際に
は、車両の前方側に位置する。このようなデッドスペー
スに、インバータ２０４をスタータモータの外形形状に
近似させた外形形状に形成すれば、デッドスペースに収
容し得るものとなる。

【００２３】すなわち、インバータ２０４は、図７に示
すように、略角柱形状をしており、その一方の端部から
電動機３と電気的接続をするための配線材２０４ｃが引
き出してあるとともに、取付用フランジ２０４ｆが設け
てある。そして、配線材２０４ｃを電動機３に接続し、
その後取付用フランジ２０４ｆを電動機３に防水パッキ
ング等を介して電動機３の回転軸の軸方向の側面の所定
位置に密着させて、インバータ２０４を固定して電動機
３と一体化する。このようにしてインバータ２０４ｃを
組み付けた電動機３をエンジン１に組み付けると、イン
バータ２０４は本来ならスタータモータが組み付けられ
る空間に位置することになる。このため、デッドスペー
スを有効に利用することができ、インバータ２０４を組
み付けたにもかかわらず動力源ＰＰの大きさを大きくす
ることなくコンパクトにすることができる。

【００２４】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータは、内燃機関又は電気回転機近傍に一体的に取り付
けられるので、インバータと電気回転機との間の電気配
線をケーブルを介することなく最短にすることができ
る。このため、インバータと電気回転機との間の電気配
線用のコネクタが不要となり、電気配線を簡素化するこ
とができ、部品点数を減少させることにより製造費を低
減することができる。また、ケーブルの取りまわしのた
めの空間が不要になることから、エンジンルーム内の空
間を有効に利用することができる。しかも、インバータ
の取付位置は、走行風が当たる位置であるので、インバ
ータを冷却水により冷却することなく十分に冷却するこ
とができ、冷却構造を複雑化することなく冷却性能を向
上させることができる。

【００２６】インバータを、主として変速機の外面に取
り付けるものであれば、走行風が当たりやすくなり、冷
却性能をさらに向上させることができる。

【００２７】インバータを、内燃機関の外面に形成され
た凹部に対応させて取り付けるものであれば、エンジン
ルームの空間利用率を向上させることができる。また、
インバータを、内燃機関の始動のためのスタータモータ
が取り付けられるべき位置に取り付けるものであれば、
利用されていない空間を有効に利用することができる。

【００２８】インバータが、その取付面に断熱材を備
え、かつ放熱面に冷却フィンを備えるものであれば、断
熱材が取付面から放射される熱を遮断し、その断熱状態
において放熱面積を拡大する冷却フィンにより冷却する
ので、インバータを必要かつ十分に冷却することがで
き、インバータを効率よく冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図。

【図２】同実施例の上面図。

【図３】同実施例の要部を示す斜視図。

【図４】本発明の他の実施例の正面図。

【図５】同じく他の実施例の底面図。

【図６】本発明のさらに他の実施例の正面図。

【図７】同じくさらに他の実施例のインバータの斜視
図。

【符号の説明】

１…エンジン ２…変速機 ３…電動機 ４…インバータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関と内燃機関の回転を変速する変速
   機と、少なくとも内燃機関の駆動力を補助する電気回転
   機とを備えてなるハイブリッド車両用動力源に、電気回
   転機の通電を制御するインバータを、電気回転機の近傍
   で、かつ車両に搭載された際に走行風が当たる位置に一
   体的に取り付けることを特徴とするハイブリッド車両用
   動力源のインバータ取付構造。
2. 【請求項２】インバータを、主として変速機の外面に取
   り付けることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド
   車両用動力源のインバータ取付構造。
3. 【請求項３】インバータを、内燃機関の外面に形成され
   た凹部に対応させて取り付けることを特徴とする請求項
   １記載のハイブリッド車両用動力源のインバータ取付構
   造。
4. 【請求項４】インバータを、内燃機関の始動のためのス
   タータモータが取り付けられるべき位置に取り付けるこ
   とを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用動力
   源のインバータ取付構造。
5. 【請求項５】インバータが、その取付面に断熱材を備
   え、かつ放熱面に冷却フィンを備えることを特徴とする
   請求項１、２、３又は４記載のハイブリッド車両用動力
   源のインバータ取付構造。