JP2004120941A

JP2004120941A - モータ装置

Info

Publication number: JP2004120941A
Application number: JP2002283466A
Authority: JP
Inventors: Katsunari Matsumoto; 松本　克成
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】コンパクト、かつ、冷却効果が高いモータ装置を提供する。
【解決手段】モータを駆動するインバータに含まれるＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６は、モータのケース２６ａの傾斜部２６ｃ上に、スリット２６ｂに近接して配置される。そして、プーリ１８は、モータの回転軸に連結され、スリット２６ｂに近接して配置される。また、プーリ１８は、ベルトを介してエンジンのクランク軸または補機類のプーリと連結される。プーリ１８は、その断面構造において複数の空洞部を備え、モータ、クランク軸、および補機類のプーリの回転により気流を発生する。そして、プーリ１８は、発生した気流をスリット２６ｂ、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６へ送る。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ装置に関し、特に、発熱体を効果的に冷却するモータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてエコノミーランニングシステム（エンジン自動始動停止システム）を搭載した自動車あるいはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、このような自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
この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。つまり、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、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００４】
また、エコノミーランニングシステムを搭載した自動車は、図１８に示すようなエンジンシステム３００を搭載している（特開２００２−１５５７７３号公報参照）。図１８を参照して、エンジンシステム３００は、バッテリ３１０と、インバータ３２０と、モータジェネレータ３３０と、プーリ３４０，３７０，３８０と、エンジン３５０と、補機類３６０と、ベルト３９０と、電磁クラッチ４００とを備える。
【０００５】
バッテリ３１０は、直流電圧を出力する。インバータ３２０は、制御装置（図示せず）からの制御に基づいて、バッテリ３１０からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ３３０を駆動する。
【０００６】
モータジェネレータ３３０は、エンジン３５０に近接して配置され、インバータ３２０によって駆動される。そして、モータジェネレータ３３０は、必要に応じて発電機または駆動モータとして機能する。
【０００７】
プーリ３４０は、モータジェネレータに連結される。エンジン３５０は、エンジンシステム３００が搭載された自動車の走行用トルクを発生し、その発生した走行用トルクを駆動輪へ伝達する。
【０００８】
補機類３６０は、たとえば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプおよびエンジン冷却用ウォータポンプ等からなる。プーリ３７０は、電磁クラッチ４００を介してエンジン３５０のクランク軸３５１に連結される。プーリ３８０は、補機類３６０に連結される。ベルト３９０は、プーリ３４０，３７０，３８０を相互に連結する。電磁クラッチ４００は、制御装置（図示せず）からの制御に基づいて、プーリ３７０をクランク軸３５１に連結したり、プーリ３７０をクランク軸３５１から遮断したりする。
【０００９】
モータジェネレータ３３０が発電機として機能する場合、電磁クラッチ４００は、制御装置からの制御によってプーリ３７０をクランク軸３５１に連結する。そして、エンジン３５０からの回転力がプーリ３７０、ベルト３９０およびプーリ３４０を介してモータジェネレータ３３０へ伝達され、モータジェネレータ３３０は、エンジン３５０からの回転力を電気エネルギーに変換して交流電圧を発電する。
【００１０】
そうすると、インバータ３２０は、制御装置からの制御によって、モータジェネレータ３３０が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ３１０を充電する。
【００１１】
また、モータジェネレータ３３０が駆動モータとして機能する場合、インバータ３２０は、制御装置からの制御によって、バッテリ３１０からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ３３０を駆動する。そして、モータジェネレータ３３０は、所定のトルクを発生し、その発生したトルクを出力する。
【００１２】
モータジェネレータ３３０から出力されたトルクは、プーリ３４０およびベルト３９０を介してエンジン３５０または補機類３６０に伝達される。より具体的には、エンジンシステム３００が搭載された自動車のエンジン自動始動時または車両発進時、電磁クラッチ４００は、オンされてプーリ３７０をクランク軸３５１に連結する。そして、モータジェネレータ３３０から出力されたトルクは、プーリ３４０、ベルト３９０、プーリ３７０および電磁クラッチ４００を介してエンジン３５０に伝達される。
【００１３】
また、エンジン３５０の停止時、電磁クラッチ４００は、オフされてプーリ３７０をクランク軸３５１から遮断する。そして、モータジェネレータ３３０から出力されたトルクは、プーリ３４０、ベルト３９０、およびプーリ３８０を介して補機類３６０に伝達される。
【００１４】
このように、モータジェネレータ３３０は、発電機として機能したり、エンジン３５０または補機類３６０を駆動する駆動モータとして機能する。このようなエンジンシステム３００は、従来の内燃機関のみを駆動力源とする自動車だけでなく、種々のハイブリッド自動車にも適宜適用できるものである。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１５５７７３号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開平９−２５２５６３号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インバータとモータジェネレータとを接続するパワーケーブルは、搭載スペースが大きいため、インバータの配置位置によっては、モータジェネレータおよびインバータを配置するためのスペースが大きくなるという問題がある。
【００１８】
また、インバータは、発熱するため、インバータを冷却するための冷却システムが必要になり、コストが高くなるという問題がある。
【００１９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、コンパクト、かつ、冷却効果が高いモータ装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、モータ装置は、モータと、プーリと、ファンと、電気回路とを備える。プーリは、モータにより回動され、無端部材を介して他の負荷類を動作させる。ファンは、プーリが回転することにより気流を発生する。電気回路は、スイッチング素子を含み、モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行なう。そして、電気回路は、モータのケースの一方端に配置され、ファンによって発生された気流を受ける。
【００２１】
好ましくは、電気回路は、さらに、ケースに設けられたスリットに近接して配置される。
【００２２】
好ましくは、電気回路は、モータを駆動する駆動回路である。
好ましくは、電気回路は、モータを駆動するための直流電圧を電圧変換して補機に供給する電圧変換器である。
【００２３】
好ましくは、電気回路は、駆動回路と、電圧変換器とを含む。駆動回路は、モータを駆動する。電圧変換器は、駆動回路に入力される入力電圧を電圧変換して補機に供給する。
【００２４】
好ましくは、電気回路は、直流電源からの第１の直流電圧を電圧変換してモータを駆動するための第２の直流電圧を出力する電圧変換器である。
【００２５】
好ましくは、電気回路は、駆動回路と、電圧変換器とを含む。駆動回路は、モータを駆動する。電圧変換器は、直流電源からの第１の直流電圧を第２の直流電圧に電圧変換して駆動回路に供給する。
【００２６】
好ましくは、電圧変換器は、リアクトルと、第１および第２のスイッチング素子とを含む。第１および第２のスイッチング素子は、リアクトルに流れる直流電流をスイッチング制御し、第１の直流電圧を第２の直流電圧に電圧変換して駆動回路に供給する。そして、リアクトルは、スリットを取り巻くように配置され、第１および第２のスイッチング素子は、スリットに近接して配置される。
【００２７】
好ましくは、モータは、内燃機関の近傍に配置され、内燃機関により駆動される負荷類を無端部材を介して駆動する。
【００２８】
好ましくは、内燃機関は、エコノミーランニングシステムに従って駆動される。
【００２９】
この発明においては、モータが駆動されると、そのモータの駆動に連動してプーリが回転し、ファンが気流を発生する。そして、ファンにより発生された気流は電気回路を空冷する。また、電気回路は、モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行ない、デッドスペースに配置される。
【００３０】
したがって、この発明によれば、スペースを有効に活用してモータ装置をコンパクト化できる。また、電気回路を空冷するファンを別途設ける必要がないので低コストなモータ装置を実現できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
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。
【００３２】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１によるモータ装置を備えるエンジンシステム１００は、エンジン２と、トルクコンバータ４と、オートマチックトランスミッション６と、プーリ１０，１６，１８と、電磁クラッチ１０ａと、ベルト１４と、補機類２２と、モータ２６と、インバータ２８と、バッテリ３０，３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２と、スタータ３６と、電動油圧ポンプ３８と、エコランＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）４０と、燃料噴射弁４２と、電動モータ４４と、スロットルバルブ４６と、エンジンＥＣＵ４８と、ＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）−ＥＣＵ５０とを備える。
【００３３】
モータ２６は、エンジン２に近接して配置される。インバータ２８は、後に詳述するように、モータ２６のプーリ１８側の一方端に配置される。
【００３４】
エンジン２は、モータ２６またはスタータ３６によって始動され、所定の出力を発生する。そして、エンジン２は、発生した出力をクランク軸２ａからトルクコンバータ４またはプーリ１０へ出力する。
【００３５】
トルクコンバータ４は、クランク軸２ａからのエンジン２の回転をオートマチックトランスミッション６に伝達する。オートマチックトランスミッション６は、自動変速制御を行ない、トルクコンバータ４からのトルクを変速制御に応じたトルクに設定して出力軸６ａへ出力する。
【００３６】
プーリ１０は、電磁クラッチ１０ａを内蔵しており、電磁クラッチ２ａを介してエンジン２のクランク軸２ａに連結される。また、プーリ１０は、ベルト１４を介してプーリ１６，１８と連動する。
【００３７】
電磁クラッチ１０ａは、エコランＥＣＵ４０からの制御によってオン／オフされ、プーリ１０をクランク軸２ａに連結／遮断する。ベルト１４は、プーリ１０，１６，１８を相互に連結する。プーリ１６は、補機類２２の回転軸に連結される。
【００３８】
プーリ１８は、モータ２６の回転軸に連結され、モータ２６またはエンジン２のクランク軸２ａによって回動されると、モータ２６の方向へ流れる気流を発生する。プーリ１８が気流を発生する機構については後述する。
【００３９】
補機類２２は、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプおよびエンジン冷却用ウォータポンプの１つまたは複数からなる。そして、補機類２２は、モータ２６からの出力をプーリ１８、ベルト１４およびプーリ１６を介して受け、その受けた出力により駆動される。
【００４０】
モータ２６は、インバータ２８により駆動される。そして、モータ２６は、エンジン２のクランク軸２ａの回転力をプーリ１０、ベルト１４およびプーリ１８を介して受け、その受けた回転力を電気エネルギーに変換する。つまり、モータ２６は、クランク軸２ａの回転力により発電する。なお、モータ２６が発電する場合には、２つの場合がある。１つは、エンジンシステム１００が搭載されたハイブリッド自動車の通常走行時にエンジン２が駆動されることによりクランク軸２ａの回転力を受けて発電する場合である。もう１つは、エンジン２は駆動されないが、ハイブリッド自動車の減速時に駆動輪の回転力がクランク軸２ａに伝達され、その伝達された回転力を受けて、モータ２６が発電する場合である。
【００４１】
また、モータ２６は、インバータ２８によって駆動され、所定の出力をプーリ１８へ出力する。そして、所定の出力は、エンジン２を始動するとき、ベルト１４およびプーリ１０を介してエンジン２のクランク軸２ａへ伝達され、補機類２２を駆動するとき、ベルト１４およびプーリ１６を介して補機類２２へ伝達される。
【００４２】
インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０からの制御によってバッテリ３０からの直流電圧を交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によってモータ２６を駆動する。また、インバータ２６は、エコランＥＣＵ４０からの制御によって、モータ２６が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ供給する。
【００４３】
バッテリ３０は、たとえば、３６Ｖの直流電圧をインバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、バッテリ３０またはインバータ２８から供給される直流電圧を降圧し、その降圧した直流電圧をバッテリ３４に供給する。
【００４４】
バッテリ３４は、たとえば、１２Ｖの直流電圧をスタータ３６、電動油圧ポンプ３８、点火系、メーター類、各ＥＣＵおよびその他へ供給する。スタータ３６は、バッテリ３４からの直流電圧によって駆動され、エコランＥＣＵ４０からの制御によってエンジン２を始動する。
【００４５】
電動油圧ポンプ３８は、オートマチックトランスミッション６に内蔵され、バッテリ３４からの直流電圧を受けて駆動する。そして、電動油圧ポンプ３８は、エンジンＥＣＵ４８からの制御によって、オートマチックトランスミッション６の内部に設けられた油圧制御部に対して作動油を供給する。なお、この作動油は、油圧制御部内のコントロールバルブにより、オートマチックミッション６内部のクラッチ、ブレーキおよびワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切替える。
【００４６】
エコランＥＣＵ４０は、電磁クラッチ１０ａのオン／オフの切替え、モータ２６およびインバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御およびバッテリ３０，３４の蓄電量制御を行なう。なお、モータ２６およびインバータ２８のモード制御とは、モータ２６が発電機として機能する発電モードと、モータ２６が駆動モータとして機能する駆動モードとを制御することを言う。また、エコランＥＣＵ４０からバッテリ３０，３４への制御線は図示されていない。
【００４７】
また、エコランＥＣＵ４０は、モータ２６に内蔵された回転数センサーからのモータ２６の回転軸の回転数、エコランスイッチからの運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを検出する。
【００４８】
燃料噴射弁４２は、エンジンＥＣＵ４８からの制御によって、燃料の噴射を制御する。電動モータ４４は、エンジンＥＣＵ４８からの制御によってスロットルバルブ４６の開度を制御する。スロットルバルブ４６は、電動モータ４４によって所定の開度に設定される。
【００４９】
エンジンＥＣＵ４８は、エンジン冷却用ウォータポンプを除く補機類２２のオン／オフ制御、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、オートマチックトランスミッション６の変速制御、燃料噴射弁４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットルバルブ４６の開度制御、およびその他のエンジン制御を行なう。
【００５０】
また、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサーからのエンジン冷却水温、アイドルスイッチからのアクセルペダルの踏み込み有無状態、アクセル開度センサーからのアクセル開度、舵角センサーからのステアリングの操舵角、車速センサーからの車速、スロットル開度センサーからのスロットル開度、シフト位置センサーからのシフト位置、エンジン回転数センサーからのエンジン回転数、エアコンスイッチからのオン／オフ操作有無、およびその他のデータを検出する。
【００５１】
ＶＳＣ−ＥＣＵ５０は、ブレーキスイッチからのブレーキペダルの踏み込み有無状態、およびその他のデータを検出する。
【００５２】
エコランＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ４８およびＶＳＣ−ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、内部のＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）が必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。これらの演算処理結果および検出されたデータは、エコランＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ４８およびＶＳＣ−ＥＣＵ５０間で相互にデータ通信が可能となっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能である。
【００５３】
図２は、バッテリ３０、インバータ２８およびモータ２６の回路図を示す。図２を参照して、コンデンサＣ１は、電源ラインとアースラインとの間に接続される。インバータ２８は、Ｕ相アーム２８Ａ、Ｖ相アーム２８ＢおよびＷ相アーム２８Ｃから成る。Ｕ相アーム２８Ａ、Ｖ相アーム２８Ｂ、およびＷ相アーム２８Ｃは、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００５４】
Ｕ相アーム２８Ａは、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２から成り、Ｖ相アーム２８Ｂは、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｗ相アーム２８Ｃは、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００５５】
各相アームの中間点は、モータ２６の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータ２６は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５６】
バッテリ３０は、３６Ｖの直流電圧をコンデンサＣ１へ供給する。コンデンサＣ１は、バッテリ３０からの直流電圧を平滑化してインバータ２８へ出力する。インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０からの制御によって直流電圧を交流電圧に変換してモータ２６を駆動する。より具体的には、インバータ２８の各ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６は、エコランＥＣＵ４０からの信号をゲート端子に受け、その受けた信号によりオン／オフされる。そして、インバータ２８は、モータ２６の各相に所定の電流を流してモータ２６を駆動する。これにより、モータ２６は、所定のトルクを出力する。
【００５７】
また、モータ２６の発電モード時、インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０からの制御によって、モータ２６が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ１を介してバッテリ３０に供給する。より具体的には、インバータ２８の各ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６は、エコランＥＣＵ４０からの信号をゲート端子に受け、その受けた信号によりスイッチング制御される。そして、インバータ２８は、交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ３０を充電する。
【００５８】
このように、インバータ２８のＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６は、モータ２６の駆動モード時および発電モード時、エコランＥＣＵ４０からの信号によりスイッチング制御されるため発熱する。
【００５９】
図３を参照して、モータ２６は、ケース２６ａにより覆われている。ケース２６ａは、略円形形状の断面構造からなり、プーリ１８に向かって直径が小さくなる傾斜部２６ｃを一方端に有する。そして、ケース２６ａの傾斜部２６ｃは、スリット２６ｂを有する。スリット２６ｂは、プーリ１８が回転することにより発生した気流をケース２６ａ内に導く。これにより、モータ２６は、空冷される。
【００６０】
スリット２６ｂに隣接して絶縁物２０がケース２６ａの傾斜部２６ｃ上に設置され、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６が絶縁物２０上に設置される。
【００６１】
すなわち、インバータ２８は、モータ２６のケース２６ａのプーリ１８側に設けられた傾斜部２６ｃに設置される。そして、インバータ２８は、スリット２６ｂに隣接して配置されるため、プーリ１８が回転することにより発生された気流を受けて空冷される。
【００６２】
ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６は、それぞれ、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬ６を介してエコランＥＣＵ４０に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６は、エコランＥＣＵ４０からの信号をそれぞれゲート線ＧＬ１〜ＧＬ６を介して受け、スイッチング制御される。
【００６３】
図４は、傾斜部２６ｃにおけるＵ相アーム２８Ａの配置を示す。図４を参照して、絶縁物２０上にＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２およびバスバーＢＳ０が配置される。ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタＱ１ＥおよびＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタＱ２Ｃは、バスバーＢＳ０に接続される。また、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタＱ１Ｃは、電源ラインとしてのバスバー（図示せず）に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタＱ２Ｅは、アースラインとしてのバスバーに接続される。さらに、バスバーＢＳ０は、モータ２６のＵ相に接続されたモータコイル線（図示せず）と接続される。したがって、バスバーＢＳ０は、ＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２の中点に相当する。
【００６４】
Ｖ相アーム２８Ｂを構成するＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４およびダイオードＤ３，Ｄ４と、Ｗ相アーム２８Ｃを構成するＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６およびダイオードＤ５，Ｄ６についてもＵ相アーム２８Ａを構成するＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２と同じように接続される。
【００６５】
図５は、図４のＡ−Ａ線における断面図である。図５を参照して、ケース２６ａの傾斜部２６ｃ上には、スリット２６ｂに隣接して絶縁物２０が設置されている。そして、バスバーＢＳ０、ＮＰＮトランジスタＱ１およびダイオードＤ１が絶縁物２０上に設置される。また、貫通穴６０が傾斜部２６ｃ、絶縁物２０およびバスバーＢＳ０を貫通するように形成される。
【００６６】
モータコイル線６１は、その一方端がケース２６ａの内部から貫通穴６０をとおり、先端がバスバーＢＳ０より若干出るように設けられる。そして、半田６２は、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタＱ１Ｅ、モータコイル線６１、バスバーＢＳ０、およびＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタＱ２Ｃ（図示せず）を電気的に接続する。
【００６７】
このように、インバータ２８をケース２６ａの傾斜部２６ｃに配置することにより、モータコイル線６１をケース２６ａの内部から貫通穴６０を介してインバータ２８のＵ相アーム２８Ａ、Ｖ相アーム２８ＢおよびＷ相アーム２８Ｃの各々に接続することができる。その結果、インバータ２８をケース２６ａ上以外に設置する場合に比べ、モータコイル線６１を短くすることができ、ケース２６ａとモータ２６との間のスペースを利用してモータコイル線６１を設置することができる。その結果、この発明によるモータ装置をコンパクト化できる。
【００６８】
図６は、図３にバスバーＢＳ１，ＢＳ２を追加した図である。図６を参照して、バスバーＢＳ１は、電源ライン用のバスバーであり、バスバーＢＳ２は、アースライン用のバスバーである。バスバーＢＳ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ、ＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタおよびＮＰＮトランジスタＱ５のコレクタとそれぞれノードＮ１，Ｎ２，Ｎ３を介して接続され、バスバーＢＳ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタ、ＮＰＮトランジスタＱ４のエミッタおよびＮＰＮトランジスタＱ６のエミッタとそれぞれノードＮ４，Ｎ５，Ｎ６を介して接続される。
【００６９】
図７は、図６のＢ方向から見たインバータ２８の断面図である。図７を参照して、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５のコレクタＱ１Ｃ，Ｑ３Ｃ，Ｑ５ＣおよびＮＰＮトランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６のエミッタＱ２Ｅ，Ｑ４Ｅ，Ｑ６Ｅは、空中でそれぞれバスバーＢＳ１，ＢＳ２を受けるようにバスバーＢＳ１，ＢＳ２に接続される。
【００７０】
そして、図８に示すように、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１ンジスタＱ１〜Ｑ６のエミッタＱ１Ｅ〜Ｑ６Ｅ、バスバーＢＳ０〜ＢＳ２および半田６２は、樹脂６３によりモールドされる。そして、樹脂６３は、好ましくは、熱伝導性の高い樹脂からなる。インバータ２８は、上述したように、スリット２６ｂに近接して配置され、プーリ１８によって発生された気流を受けるため、熱伝導性の高い樹脂によりモールドすることにより、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチング制御により発生した熱を効果的に放熱できるからである。
【００７１】
図９は、図３のＡ方向から見たプーリ１８の断面図を示す。図９を参照して、プーリ１８は、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅを備える。また、プーリ１８は、モータ２６の回転軸２６ｄと結合され、回転軸２６ｄの回転により回転する。そして、プーリ１８が回転することにより空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅは、気流を発生し、その発生した気流をプーリ１８の向こう側に配置されたスリット２６ｂおよびインバータ２８に送る。
【００７２】
これにより、スリット２６ｂは、気流をケース２６ａ内に取り込み、モータ２６を空冷する。また、インバータ２８は、プーリ１８からの気流により空冷される。
【００７３】
空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅは、「ファン」を構成し、このファンは、プーリ１８の回転に連動して気流を発生する。モータ２６の回転、またはベルト１４によって連結されたプーリ１０，１６の回転により、プーリ１８は、回転するので、ファンは、モータ２６、またはプーリ１０，１６の回転により気流を発生する。
【００７４】
このように、インバータ２８は、プーリ１８の回転によって気流を受け、空冷されるので、インバータ２８のＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチング制御により発生した熱は効果的に放熱される。
【００７５】
再び、図１を参照して、エンジンシステム１００の動作について説明する。エコランＥＣＵ４０は、自動停止処理、エンジン停止時モータ駆動処理、自動始動処理、モータ駆動発進始動処理、走行時モータ制御処理および減速時モータ制御処理を行なう。
【００７６】
まず、自動停止処理について説明する。エンジンＥＣＵ４８は、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチ、バッテリ電圧３０，３４、ブレーキスイッチ、および車速ＳＰＤ等を受ける。そして、エンジンＥＣＵ４８は、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み有無を検出し、ブレーキスイッチからブレーキペダルの踏み込み有無を検出する。
【００７７】
そして、自動停止処理が開始されると、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセルペダルの踏み込み有無、バッテリ３０，３４の電圧、ブレーキペダルの踏み込み有無、および車速ＳＰＤ等がエコランＥＣＵ４０内部のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の作業領域に読み込まれる。エコランＥＣＵ４０は、これらのデータに基づいて自動停止条件が満たされているか否かを判定する。なお、自動停止条件は、たとえば、エンジン冷却水温ＴＨＷが下限値から上限値までの間にあること、および車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈであること等が全て満たされた場合に成立する。
【００７８】
そして、エコランＥＣＵ４０は、自動停止条件が満たされていると判定したとき、エンジン停止処理を行なう。より具体的には、エコランＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ４８に対して燃料カットの指示を行ない、エンジンＥＣＵ４８は、燃料カットの指示に応じて燃料噴射を停止するように燃料噴射弁４２を制御し、スロットルバルブ４６を全閉状態にする。これにより、燃料噴射弁４２は、燃料噴射を停止し、エンジン２の燃焼室内での燃焼が停止してエンジン２の運転は停止する。
【００７９】
次に、エンジン停止時モータ駆動処理について説明する。エンジン停止時モータ駆動処理が開始されると、エコランＥＣＵ４０は、電磁クラッチ１０ａをオンし、モータ２６の回転数をアイドル目標回転数に設定してモータ２６を駆動するようにインバータ２８を制御する。そうすると、インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０からの制御に応じて、回転数がアイドル目標回転数になるようにモータ２６を駆動する。これにより、モータ２６の回転軸２６ｄが回転し、プーリ１８も回転する。そして、プーリ１８の空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生し、その発生した気流をモータ２６のケース２６ａのスリット２６ｂおよびインバータ２８へ送る。これにより、スリット２６ｂは、気流をケース２６ａ内部に取り込み、モータ２６を空冷し、インバータ２８は、気流を受けて空冷される。
【００８０】
プーリ１８に伝達された回転力は、ベルト１４およびプーリ１０を介してクランク軸２ａへ伝達され、クランク軸２ａがアイドル目標回転数で回転する。そして、エコランＥＣＵ４０は、エンジン２がアイドル目標回転数で回転する状態を一定時間維持したことを確認する。
【００８１】
このように、エンジン２の停止時にモータ２６の出力により、エンジン２をアイドル回転と同等の回転数で回転させることにより、スロットルバルブ４６が全閉状態のエンジン２の気筒内圧力を十分に低下させることができる。そして、燃焼していないエンジン２の工程間の負荷トルクの差が小さくなり、回転におけるトルク変動が減少する。その結果、停止時の振動を抑制でき、エンジン２の自動停止時において運転者に違和感を与えることがない。
【００８２】
また、モータ２６の駆動によりプーリ１８が回転し、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷するので、エンジン２の停止中であってもモータ２６およびインバータ２８の急激な温度上昇を防止できる。
【００８３】
その後、エコランＥＣＵ４０は、補機類２２の駆動要求があるか否かを判定し、補機類２２の駆動要求があると判定したとき、電磁クラッチ１０ａをオフし、モータ２６を駆動モードにする。そして、この場合も、上述した動作によって、モータ２６は、アイドル目標回転数で回転され、その回転力は、プーリ１８、ベルト１４およびプーリ１６を介して補機類２２へ伝達される。
【００８４】
これにより、エアコン用コンプレッサおよびパワーステアリングポンプが駆動される。また、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷する。この場合、電磁クラッチ１０ａはオフされているので、エンジン２のクランク軸２ａは回転せず、無駄な電力消費を防止して、燃費を向上させることができる。
【００８５】
このように、エコランＥＣＵ４０は、エンジン２の停止中に、モータ２６を駆動して、エンジン２のクランク軸２ａを回転させて振動低減処理を行ない、または補機類２２を駆動する。したがって、モータ２６およびインバータ２８は、エンジン２が停止しても、プーリ１８から送られてくる気流により空冷される。
【００８６】
次に、自動始動処理について説明する。自動始動処理が開始されると、エコランＥＣＵ４０は、自動停止処理時に読み込んだデータと同じデータを読み込んで自動始動条件が成立するか否かを判定する。より具体的には、エコランＥＣＵ４０は、自動停止条件の１つでも満足されなかった場合に自動始動条件が成立したと判定する。
【００８７】
そして、エコランＥＣＵ４０は、自動始動条件が成立したと判定したとき、エンジン停止時モータ駆動処理を停止する。これにより、自動始動処理が終了する。
【００８８】
次に、モータ駆動発進始動処理について説明する。モータ駆動発進始動処理が開始されると、エコランＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ４８に対してエアコンのオンを禁止する指示を与える。そして、エンジンＥＣＵ４８は、エアコンがオンされていれば、エアコンの駆動を停止する。これにより、モータ２６に生じる負荷を軽減できる。
【００８９】
そして、エコランＥＣＵ４０は、電磁クラッチ１０ａをオンし、モータ２６を駆動モードにする。そうすると、上述した動作と同じ動作によって、モータ２６の回転力は、プーリ１８、ベルト１４およびプーリ１０を介してクランク軸２ａへ伝達され、クランク軸２ａは、アイドル目標回転数で回転される。これにより、プーリ１８も回転し、プーリ１８の空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生し、その発生した気流をモータ２６のケース２６ａのスリット２６ｂおよびインバータ２８へ送る。これにより、スリット２６ｂは、気流をケース２６ａ内部に取り込み、モータ２６を空冷し、インバータ２８は、気流を受けて空冷される。
【００９０】
そうすると、エコランＥＣＵ４０は、エンジン２の回転数がアイドル目標回転数に達したか否かを判定し、エンジン２の回転数がアイドル目標回転数に達すると、燃料噴射開始の指示をエンジンＥＣＵ４８に与える。そして、エンジンＥＣＵ４８は、燃料を噴射するように燃料噴射弁４２を制御し、燃料噴射弁４２は、燃料の噴射を開始する。これにより、エンジン２は、始動し、運転を開始する。
【００９１】
なお、この場合、エンジン２は、アイドル目標回転数での燃料噴射となるので、迅速に始動されるとともに、早期に安定したエンジン回転に到達する。また、燃料噴射に到るまでは、モータ２６の出力によりエンジン２のクランク軸２ａが回転されるので、非ロックアップ状態のトルクコンバータ４により生じるクリープ力により発進を開始できる。
【００９２】
このように、モータ駆動発進始動処理時、モータ２６が駆動モードにより駆動され、プーリ１８の空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷する。したがって、モータ駆動発進始動処理時においても、モータ２６およびインバータ２８の急激な温度上昇を防止できる。
【００９３】
次に、走行時モータ制御処理について説明する。走行時モータ制御処理が開始されると、エコランＥＣＵ４０は、モータ駆動発進始動処理によってエンジン２の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２の始動が完了していると判定したとき、モータ駆動発進始動処理を停止する。そして、エコランＥＣＵ４０は、エアコンのオンを許可する指示をエンジンＥＣＵ４８に与える。これにより、エンジンＥＣＵ４８は、エアコンのスイッチがオンされていれば、エアコン用コンプレッサがプーリ１６の回転に連動するように切り替えて、エアコンを駆動できる。
【００９４】
その後、エコランＥＣＵ４０は、車両減速時か否かを判定する。ここで、車両減速時とは、たとえば、走行時にアクセルペダルが完全に戻された状態、すなわち、走行時にアイドルスイッチがオンである場合を言う。したがって、エコランＥＣＵ４０は、アイドルスイッチがオフされていれば、車両減速時以外と判定し、電磁クラッチ１０ａをオンし、モータ２６を発電モードに設定する。
【００９５】
そうすると、エンジン２のクランク軸２ａの回転力は、プーリ１０、ベルト１４およびプーリ１８を介してモータ２６の回転軸に伝達される。そして、モータ２６は発電し、交流電圧をインバータ２８へ出力する。インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０からの制御に従って、交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、直流電圧を降圧してバッテリ３４を充電する。また、プーリ１８は回転し、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは気流を発生し、モータ２６およびインバータ２８を空冷する。これにより、走行時モータ制御処理が終了する。
【００９６】
このように、通常走行時、モータ２６は発電モードにより駆動され、エンジン２の回転力が電気エネルギーに変換される。そして、通常走行時においても、プーリ１８が回転することにより、気流が発生し、モータ２６およびインバータ２８が空冷される。
【００９７】
一方、エコランＥＣＵ４０が車両減速時であると判定したとき、減速時モータ制御処理が行われる。最後に減速時モータ制御処理について説明する。減速時モータ制御処理が開始されると、エコランＥＣＵ４０は、車両減速時の燃料カットが終了したか否かを判定する。車両減速時であると判定される条件下では、エンジンＥＣＵ４８が実行する減速時燃料カット処理により、エンジン２の回転数が燃料噴射復帰を判定する復帰基準回転数（すなわち、アイドル目標回転数）に低下するまでは、エンジン２への燃料噴射が停止される。
【００９８】
そして、エンジンの回転数が復帰基準回転数まで低下すると、トルクコンバータ４がロックアップ状態から非ロックアップ状態に切り替えられるとともに、燃料噴射を再開してエンジン回転数の落ち込みによるエンジンストールが防止される。
【００９９】
車両減速時の燃料カット中であれば、エコランＥＣＵ４０は、電磁クラッチ１０ａをオンして、通常の発電電圧よりも高い発電電圧での発電にモータ２６を設定する。これにより、エンジン２は運転されていないが、車輪の回転によりエンジン２のクランク軸２ａが回転され、このクランク軸２ａの回転がプーリ１０、ベルト１４およびプーリ１８を介してモータ２６に伝達される。そして、モータ２６は交流電圧を発電する。したがって、車両の走行エネルギーが電力として回収される。すなわち、この場合のモータ２６の発電モードは、回生モードに該当する。また、プーリ１８が回転することにより、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷する。したがって、回生モードにおいても、モータ２６およびインバータ２８の急激な温度上昇を防止できる。
【０１００】
エンジン回転数が復帰基準回転数まで低下すると、エンジンＥＣＵ４８は、燃料カット処理を終了する。そして、エコランＥＣＵ４０は、エンジン回転数がエンジンストール基準回転数よりも小さいか否かを判定する。エンジンストール基準回転数は、復帰基準回転数よりも小さい値である。また、このエンジン回転数がエンジンストール基準回転数よりも小さいか否かの判定は、燃料噴射再開にもかかわらず、エンジン回転数が大きく低下してエンジンストールに至るおそれのある状況を判定するためである。
【０１０１】
エコランＥＣＵ４０は、エンジン回転数がエンジンストール基準回転数よりも大きいと判定したとき、モータ２６は停止される。一方、エコランＥＣＵ４０は、エンジン回転数がエンジンストール基準回転数よりも小さいと判定したとき、電磁クラッチ１０ａをオンし、エンジン回転数がアイドル目標回転数になるようにモータ２６を駆動する。
【０１０２】
これにより、モータ２６の回転力は、プーリ１８、ベルト１４およびプーリ１０を介してクランク軸２ａに伝達され、クランク軸２ａが回転する。そして、エコランＥＣＵ４０は、エンジン回転数がアイドル目標回転数に達したと判定したとき、モータ２６は停止される。
【０１０３】
このように、減速時の燃料カット処理後に、エンジン２が燃料カットからエンジン運転に復帰することが困難となった場合には、モータ２６によりエンジン回転数を持ち上げることにより、エンジンストールを防止する。そして、このエンジン回転数の持ち上げ動作中も、プーリ１８が回転することにより、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷する。したがって、エンジン回転数の持ち上げ動作中においても、モータ２６およびインバータ２８の急激な温度上昇を防止できる。
【０１０４】
なお、エンジン冷間始動時には、エコランＥＣＵ４０は、運転者のイグニッションスイッチの操作に応じてスタータ３６を制御し、スタータ３６がエンジン２の始動を行なう。
【０１０５】
上述したように、エンジンシステム１００は、各制御処理においてプーリ１８がモータ２６またはクランク軸２ａにより回転され、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生してモータ２６およびインバータ２８を空冷する。その結果、モータ２６およびインバータ２８の急激な温度上昇を抑えることができる。
【０１０６】
なお、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファン、プーリ１８、モータ２６、およびインバータ２８は、「モータ装置」を構成する。
【０１０７】
また、インバータ２８は、スイッチング素子を含み、モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行なう「電気回路」を構成する。
【０１０８】
実施の形態１によれば、モータを駆動するインバータは、モータのケースの一方端に設けられた傾斜部に設置され、モータの回転軸に連結されたプーリは、モータの回転軸の回転に連動して気流を発生し、インバータを空冷するので、スペースを有効に利用でき、かつ、インバータを冷却できる。また、インバータを冷却するファンを別途設けなくてもよく、コストを低減できる。
【０１０９】
［実施の形態２］
図１０を参照して、実施の形態２によるモータ装置を備えるエンジンシステム１００Ａは、エンジンシステム１００におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３２をさらにモータ２６の一方端に設置したものであり、その他は、エンジンシステム１００と同じである。
【０１１０】
図１１は、モータ２６、インバータ２８、バッテリ３０，３４およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２の回路図を示す。モータ２６、インバータ２８およびバッテリ３０の回路図については、実施の形態１において説明したとおりである。
【０１１１】
図１１を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、ＮＰＮトランジスタ２５１と、トランス２５２，２５３と、ダイオード２５４，２５５と、コイル２５６とを含む。
【０１１２】
電源ライン３１は、ノードＮ７に接続され、アースライン３３は、ノードＮ８に接続される。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、ノードＮ７，Ｎ８を介してコンデンサＣ１の両端の電圧を受ける。
【０１１３】
ＮＰＮトランジスタ２５１は、電源ライン３１とトランス２５２との間に接続される。より具体的には、ＮＰＮトランジスタ２５１のコレクタが電源ライン３１に接続され、ＮＰＮトランジスタ２５１のエミッタがトランス２５２に接続される。
【０１１４】
トランス２５２は、その一方端がＮＰＮトランジスタ２５１に接続され、他方端がアースライン３３に接続される。トランス２５３は、トランス２５２に対向して設けられる。ダイオード２５４は、トランス２５３からコイル２５６へ出力電流Ｉｏを流すようにトランス２５３とコイル２５６との間に接続される。
【０１１５】
ダイオード２５５は、ダイオード２５４とコイル２５６との間のノードＮ９からトランス２５３の低圧側への電流を阻止するようにトランス２５３とノードＮ９との間に接続される。コイル２５６は、ダイオード２５４とバッテリ３４との間に接続される。
【０１１６】
コンデンサ２６０は、コイル２５６の出力側と接地ノード２６１との間に接続され、コイル２５６からの出力電圧を平滑化してバッテリ３４に供給する。
【０１１７】
ＮＰＮトランジスタ２５１がオンされると、電源ライン３１、ＮＰＮトランジスタ２５１、トランス２５２およびアースライン３３の経路で入力電流Ｉｉｎが流れる。そして、トランス２５２，２５３は、巻線比に応じて入力電圧Ｖｉｎを降圧して出力電圧Ｖｏを出力する。
【０１１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の二次側では、トランス２５３、ダイオード２５４、コイル２５６、バッテリ３４、および接地ノード２６１の経路で出力電流Ｉｏが流れる。
【０１１９】
ＮＰＮトランジスタ２５１がオン／オフされる割合、つまり、デューティー比に応じて、入力電流Ｉｉｎが変化し、トランス２５２に印加される電圧が変化する。すなわち、ＮＰＮトランジスタ２５１のデューティー比が大きくなると、入力電流Ｉｉｎが増加し、トランス２５２に印加される電圧が増加する。また、ＮＰＮトランジスタ２５１のデューティー比が小さくなると、入力電流Ｉｉｎが減少し、トランス２５２に印加される電圧が減少する。
【０１２０】
そして、トランス２５２，２５３は、トランス２５２に印加される電圧を、その電圧レベルに応じて降圧するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の二次側の出力電圧Ｖｏは、トランス２５２に印加される電圧に応じて変化する。
【０１２１】
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、バッテリ３０からの直流電圧、またはモータ２６によって発電され、かつ、インバータ２８によって変換された直流電圧をノードＮ７，Ｎ８を介して受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、その受けた直流電圧をＮＰＮトランジスタ２５１のデューティー比およびトランス２５２，２５３の巻線比に応じて降圧し、その降圧した直流電圧をバッテリ３４および点火系等の各ＥＣＵへ供給する。
【０１２２】
図１２は、図１０に示すプーリ１８の断面図である。プーリ１８自体の断面構造については実施の形態１において説明したとおりである。図１２を参照して、エンジンシステム１００Ａにおいては、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２がモータ２６のケース２６ａのスリット２６ｂに近接して配置される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、回転軸２６ｄに対してインバータ２８の反対側に配置される。
【０１２３】
プーリ１８が回転することにより、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生し、その発生した気流をスリット２６ｂ、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ送る。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２も、プーリ１８が回転することにより発生された気流により空冷される。
【０１２４】
上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、オン／オフされるＮＰＮトランジスタ２５１を含むため熱を発する。そこで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２をインバータ２８と同じようにスリット２６ｂに近接して配置することにより、デッドスペースを有効利用するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の急激な温度上昇を防止することにしたものである。
【０１２５】
図１３を参照して、絶縁物２０がモータ２６のケース２６ａの傾斜部２６ｃ上に設けられる。そして、ＮＰＮトランジスタ２５１およびトランス２５２，２５３が絶縁物２０上に設けられる。ＮＰＮトランジスタ２５１のコレクタ２５１Ｃは、電源ライン３１としてのバスバーＢＳ１に接続され、ＮＰＮトランジスタ２５１のエミッタ２５１Ｅは、トランス２５２の一方端に接続される。また、ＮＰＮトランジスタ２５１のゲート２５１Ｇは、エコランＥＣＵ４０に接続される。
【０１２６】
トランス２５２の他方端は、アースライン３３としてのバスバーＢＳ２に接続される。トランス２５３は、配線３５，３７に接続され、降圧した直流電圧を配線３５，３７を介してバッテリ３４および点火系等の各ＥＣＵへ供給する。
【０１２７】
なお、バスバーＢＳ１，ＢＳ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の反対側に配置されたインバータ２８にも接続されている。
【０１２８】
上述したように、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２をモータ２６のケース２６ａの一方端に配置することにより、デッドスペースを有効利用してエンジンシステム１００Ａをコンパクト化できるとともに、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２を効果的に空冷できる。
【０１２９】
上記においては、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２がモータ２６のケース２６ａの一方端に配置されると説明したが、この実施の形態２においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２のみをモータ２６のケース２６ａの一方端に配置してもよい。
【０１３０】
なお、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファン、プーリ１８、モータ２６、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、「モータ装置」を構成する。
【０１３１】
また、インバータ２８および／またはＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、スイッチング素子を含み、モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行なう「電気回路」を構成する。
【０１３２】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、モータを駆動するインバータおよび直流電圧を降圧して負荷へ供給するＤＣ／ＤＣコンバータは、モータのケースの一方端に設けられた傾斜部に設置され、モータの回転軸に連結されたプーリは、モータの回転軸の回転に連動して気流を発生し、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを空冷するので、スペースを有効に利用でき、かつ、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを冷却できる。また、インバータおよび／またはＤＣ／ＤＣコンバータを冷却するファンを別途設けなくてもよく、コストを低減できる。
【０１３３】
［実施の形態３］
図１４を参照して、実施の形態３によるモータ装置を備えるエンジンシステム１００Ｂは、エンジンシステム１００のバッテリ３０をバッテリ３０Ａに代え、昇圧コンバータ２３をモータ２６の一方端に追加したものであり、その他は、エンジンシステム１００と同じである。
【０１３４】
図１５は、バッテリ３０Ａ、昇圧コンバータ２３、インバータ２８、モータ２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２およびバッテリ３４の回路図を示す。インバータ２８およびモータ２６については、実施の形態１において説明したとおりである。
【０１３５】
図１５を参照して、昇圧コンバータ２３は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８と、ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。リアクトルＬ１の一方端はバッテリ３０Ａの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ７とＮＰＮトランジスタＱ８との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ７のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ８のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ７，Ｄ８が接続されている。
【０１３６】
バッテリ３０Ａは、直流電圧を出力する。コンデンサＣ２は、バッテリ３０Ａから出力された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ２３に供給する。
【０１３７】
昇圧コンバータ２３は、エコランＥＣＵ４０からの制御に従ってコンデンサＣ２からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。
【０１３８】
また、昇圧コンバータ２３は、モータ２６によって発電され、インバータ２８によって変換された直流電圧を、エコランＥＣＵ４０からの制御に従って降圧してバッテリ３０ＡまたはＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ供給する。
【０１３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、バッテリ３０Ａから出力された直流電圧または昇圧コンバータ２３により降圧された直流電圧を、さらに降圧してコンデンサＣ３に供給する。コンデンサＣ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２によって降圧された直流電圧を平滑化して負荷３９およびバッテリ３４に供給する。この負荷３９は、点火系およびメーター類等の各ＥＣＵ、およびスタータ３６である。
【０１４０】
図１６は、図１４に示すプーリ１８の断面図である。プーリ１８自体の断面構造については実施の形態１において説明したとおりである。図１６を参照して、エンジンシステム１００Ｂにおいては、インバータ２８および昇圧コンバータ２３がモータ２６のケース２６ａのスリット２６ｂに近接して配置される。
【０１４１】
より具体的には、リアクトルＬ１は、スリット２６ｂの上側に配置される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８（ダイオードＤ７，Ｄ８を含む。）は、スリット２６ｂに近接して配置される。また、昇圧コンバータ２３のＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８は、回転軸２６ｄに対してインバータ２８の反対側に配置される。
【０１４２】
プーリ１８が回転することにより、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、気流を発生し、その発生した気流をスリット２６ｂ、インバータ２８および昇圧コンバータ２３へ送る。したがって、昇圧コンバータ２３も、プーリ１８が回転することにより発生された気流により空冷される。
【０１４３】
上述したように、昇圧コンバータ２３は、オン／オフされるＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８を含むため熱を発する。また、リアクトルＬ１は、ギャップを有するコアと、コアに巻回されたコイルとから成り、電流がコイルに流れることにより発熱する。そこで、昇圧コンバータ２３をインバータ２８と同じようにスリット２６ｂに近接して配置することにより、デッドスペースを有効利用するとともに、昇圧コンバータ２３の急激な温度上昇を防止することにしたものである。
【０１４４】
図１７を参照して、ケース２６ａの傾斜部２６ｃにおける昇圧コンバータ２３の配置について説明する。リアクトルＬ１は、コア１１０と、コイル１１２とから成る。コイル１１２は、コア１１０に巻回される。そして、リアクトルＬ１は、スリット２６ｂの上側に配置されるように（図１７の（ｂ）参照）、ブラケット１０８によってケース２６ａの傾斜部２６ｃに固定される（図１７の（ａ）参照）。
【０１４５】
絶縁物２０が傾斜部２６ｃ上に配置され、ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８（ダイオードＤ７，Ｄ８を含む。）およびバスバーＢＳ３が絶縁物２０上に配置される。
【０１４６】
そして、ＮＰＮトランジスタＱ７のエミッタＱ７ＥおよびＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタは、バスバーＢＳ３に接続される。また、ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタＱ７Ｃは、バスバーＢＳ１に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ８のエミッタＱ８Ｅは、バスバーＢＳ２に接続される。さらに、ゲート線ＧＬ７，ＧＬ８は、エコランＥＣＵ４０に接続される。
【０１４７】
バスバーＢＳ１，ＢＳ２は、昇圧コンバータ２３の反対側に配置されたインバータ２８にも接続される。コイル１１２の一方端１１４は、バッテリ３０Ａの正極に接続され、他方端１１６は、バスバーＢＳ３に接続される。
【０１４８】
モータ２６が駆動モータとして機能するとき、昇圧コンバータ２３は、バッテリ３０Ａからの直流電圧をＮＰＮトランジスタＱ８のオンデューティーに応じて昇圧し、その昇圧した直流電圧を反対側に配置されたインバータ２８に供給する。そして、インバータ２８は、昇圧コンバータ２３からの直流電圧を、上述した動作によって交流電圧に変換してモータ２６を駆動する。
【０１４９】
モータ２６が駆動されると、それに連動してプーリ１８が回転し、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８へ流れる気流を発生する。これにより、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８は空冷される。
【０１５０】
また、モータ２６が発電機として機能するとき、昇圧コンバータ２３は、モータ２６によって発電され、インバータ２８によって変換された直流電圧を降圧してバッテリ３０ＡまたはＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ供給する。
【０１５１】
モータ２６は、プーリ１８により回転軸を回転されることにより発電するため、モータ２６が発電機として機能しているとき、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファンは、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８へ流れる気流を発生し、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８は空冷される。
【０１５２】
このように、モータ２６が駆動されるとき、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８は空冷される。
【０１５３】
上記においては、昇圧コンバータ２３およびインバータ２８をモータ２６のケース２６ａの一方端に配置すると説明したが、この実施の形態３においては、昇圧コンバータ２３のみをモータ２６のケース２６ａの一方端に配置してもよい。
【０１５４】
また、昇圧コンバータ２３、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２をモータ２６のケース２６ａの一方端に配置してもよい。
【０１５５】
また、空洞部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅからなるファン、プーリ１８、モータ２６、インバータ２８、昇圧コンバータ２３およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、「モータ装置」を構成する。
【０１５６】
さらに、インバータ２８、昇圧コンバータ２３およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２の中なら任意に選択した少なくとも１つは、スイッチング素子を含み、モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行なう「電気回路」を構成する。
【０１５７】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態３によれば、モータを駆動するインバータ、直流電圧を昇圧してインバータへ供給する昇圧コンバータは、モータのケースの一方端に設けられた傾斜部に設置され、モータの回転軸に連結されたプーリは、モータの回転軸の回転に連動して気流を発生し、インバータおよび昇圧コンバータを空冷するので、スペースを有効に利用でき、かつ、インバータおよび昇圧コンバータを冷却できる。また、インバータおよび／または昇圧コンバータを冷却するファンを別途設けなくてもよく、コストを低減できる。
【０１５８】
上記の実施の形態１〜実施の形態３においては、昇圧コンバータ２３、インバータ２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２をモータのケースの一方端に設置する例を説明したが、この発明は、これらの電気回路に限らず、一般的には、スイッチング素子を含み、モータの各駆動モードにおいて所定の動作を行なう電気回路をモータのケースの一方端（デッドスペース）に配置するものであればよい。
【０１５９】
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】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータ装置を備えたエンジンシステムの概略ブロック図である。
【図２】図１に示すバッテリ、インバータおよびモータの回路図である。
【図３】図１に示すプーリ、モータのケースおよびインバータの配置図である。
【図４】モータのケースの傾斜部におけるインバータのＵ相アームの配置図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】図３に２つのバスバーを追加した図である。
【図７】図６のＢ方向から見た断面図である。
【図８】図６のＢ方向から見た断面図である。
【図９】図３のＡ方向から見た断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるモータ装置を備えたエンジンシステムの概略ブロック図である。
【図１１】図１０に示す２つのバッテリ、インバータ、交流モータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図１２】図１０に示すプーリの断面図である。
【図１３】図１０に示すプーリ、モータのケースおよびＤＣ／ＤＣコンバータの配置図である。
【図１４】この発明の実施の形態３によるモータ装置を備えたエンジンシステムの概略ブロック図である。
【図１５】図１４に示す２つのバッテリ、昇圧コンバータ、インバータ、モータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図１６】図１４に示すプーリの断面図である。
【図１７】図１４に示すプーリ、モータのケースおよび昇圧コンバータの配置図である。
【図１８】従来のエンジンシステムのブロック図である。
【符号の説明】
２　エンジン、２ａ，３５１　クランク軸、４　トルクコンバータ、６　オートマチックトランスミッション、６ａ　出力軸、１０，１６，１８，３４０，３７０，３８０　プーリ、１０ａ　電磁クラッチ、１４，３９０　ベルト、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ　空洞部、２０　絶縁物、２２，３６０　補機類、２３　昇圧コンバータ、２６　モータ、２６ａ　ケース、２６ｂ　スリット、２６ｃ　傾斜部、２６ｄ　回転軸、２８，３２０　インバータ、２８Ａ　Ｕ相アーム、２８Ｂ　Ｖ相アーム、２８Ｃ　Ｗ相アーム、３０，３０Ａ，３４，３１０　バッテリ、３１　電源ライン、３２　ＤＣ／ＤＣコンバータ、３３　アースライン、３５，３７　配線、３６　スタータ、３８　電動油圧ポンプ、３９　負荷、４０　エコランＥＣＵ、４２　燃料噴射弁、４４　電動モータ、４６スロットルバルブ、４８　エンジンＥＣＵ、５０　ＶＳＣ−ＥＣＵ、６０　貫通穴、６１　モータコイル線、６２　半田、６３　樹脂、１００，１００Ａ，１００Ｂ，３００　エンジンシステム、１１０　コア、１１２　コイル、１１４　一方端、１１６　他方端、２５１，Ｑ１〜Ｑ８　ＮＰＮトランジスタ、２５２，２５３トランス、２５４，２５５，Ｄ１〜Ｄ８　ダイオード、２６０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３　コンデンサ、２５６　コイル、２６１　接地ノード、３３０　モータジェネレータ、ＧＬ１〜ＧＬ８　ゲート線、ＢＳ０，ＢＳ１，ＢＳ２　バスバー、Ｌ１　リアクトル。

Claims

モータと、
前記モータにより回動され、無端部材を介して他の負荷類を動作させるためのプーリと、
前記プーリが回転することにより気流を発生するファンと、
スイッチング素子を含み、前記モータの発電モードおよび／または駆動モードにおいて所定の動作を行なう電気回路とを備え、
前記電気回路は、前記モータのケースの一方端に配置され、前記気流を受ける、モータ装置。
前記電気回路は、さらに、前記ケースに設けられたスリットに近接して配置される、請求項１に記載のモータ装置。
前記電気回路は、前記モータを駆動する駆動回路である、請求項２に記載のモータ装置。
前記電気回路は、前記モータを駆動するための直流電圧を電圧変換して補機に供給する電圧変換器である、請求項２に記載のモータ装置。
前記電気回路は、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路に入力される入力電圧を電圧変換して補機に供給する電圧変換器とを含む、請求項２に記載のモータ装置。
前記電気回路は、直流電源からの第１の直流電圧を電圧変換して前記モータを駆動するための第２の直流電圧を出力する電圧変換器である、請求項２に記載のモータ装置。
前記電気回路は、
前記モータを駆動する駆動回路と、
直流電源からの第１の直流電圧を第２の直流電圧に電圧変換して前記駆動回路に供給する電圧変換器とを含む、請求項２に記載のモータ装置。
前記電圧変換器は、
リアクトルと、
前記リアクトルに流れる直流電流をスイッチング制御し、前記第１の直流電圧を前記第２の直流電圧に電圧変換して前記駆動回路に供給する第１および第２のスイッチング素子とを含み、
前記リアクトルは、前記スリットを取り巻くように配置され、
前記第１および第２のスイッチング素子は、前記スリットに近接して配置される、請求項６または請求項７に記載のモータ装置。
前記モータは、内燃機関の近傍に配置され、前記内燃機関により駆動される負荷類を前記無端部材を介して駆動する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモータ装置。
前記内燃機関は、エコノミーランニングシステムに従って駆動される、請求項９に記載のモータ装置。