【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ装置にコンバータが一体的に併設されたパワーコントロールユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両においては、モータジェネレータを用いた簡易ハイブリッドシステム、電動４輪駆動システム、電磁駆動弁、電動パワーステアリング、電動カーエアコン、電動ブレーキ、電動シャーシコントロール、フロントガラスの急速霜取り装置、シートヒータ等の各装備を高いクオリティで実現することを目的として、車載補機類の定格電圧を１４Ｖから４２Ｖへと昇圧化させることが検討されており、これに伴い、車載のバッテリ電圧を１２Ｖから３６Ｖへと昇圧化させることが検討されている。
【０００３】
このような補機類の昇圧化への移行期間には、補機類の変更に伴うコストの高騰を抑制するため、補機類の昇圧化は、当該昇圧化によってより多くのメリットを享受可能なものから段階的に導入されることが望ましい。この場合、補機類の昇圧化によって見込まれる最も大きなメリットの１つとして、高出力なモータジェネレータを用いて簡易ハイブリッドシステムを構築することで燃費向上等を実現することが考えられる。そこで、近年では、３６Ｖバッテリと１２Ｖバッテリとをともに搭載し、例えばモータジェネレータ、電磁クラッチ、及びオートマチックトランスミッション用の電動オイルポンプ等を３６Ｖバッテリで駆動するとともに、その他の補機類を１２Ｖバッテリで駆動する技術が提案され実用化されている。
【０００４】
ところで、上述のように３６Ｖバッテリと１２Ｖバッテリとを備えた車両においては、両バッテリを狭隘なエンジンルーム内に同時に搭載することが困難となる。また、車両にモータジェネレータを採用した場合には、インバータ装置を新たに搭載する必要がある。さらに、モータジェネレータによる発電電圧を降圧させて１２Ｖバッテリ等にも給電するためには、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の補機類を新たに搭載する必要がある。
【０００５】
これらに対処し、例えば非特許文献１には、３６Ｖバッテリ及び１２Ｖバッテリをラゲージルーム内に配設するとともに、各バッテリをラゲージルーム内に配設することでエンジンルーム内に確保されたスペースに、インバータ装置の下部にＤＣ−ＤＣコンバータが一体的に併設されたパワーコントロールユニットを配設する技術が開示されている。
【０００６】
また、非特許文献１には、パワーコントロールユニットの各部を冷却するためのウォータジャケットをインバータ装置とＤＣ−ＤＣコンバータとの接合部に設け、エンジンルーム内に配設されたリザーバタンクやウォータポンプを冷却水配管を介してウォータジャケットに接続することで、ラジエータからの冷却水をウォータジャケットに循環する冷却水循環通路を構成する技術が開示されている。
【０００７】
【非特許文献１】
トヨタ自動車株式会社編集「クラウン、クラウンマジェスタ、クラウンエステート新型車解説書」２００１年８月２０日発行、Ｐ０−２、Ｐ１−２〜１−７、Ｐ１−１２〜１−２１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の非特許文献１に開示された技術においては、リザーバタンクやウォータポンプ等の補機を配置するためのスペースを、狭隘なエンジンルーム内に別途確保する必要がありる。
【０００９】
また、上述の被特許文献１に開示された技術においては、パワーコントロールユニットの艤装時等に、狭隘なエンジンルーム内でリザーバタンクやウォータポンプの接続作業等を行わなければならず、組み付け作業性が低下する虞がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジンルーム内で補機類を効率的に配置すると共に組み付け作業性を向上することのできるパワーコントロールユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明によるパワーコントロールユニットは、略直方体形状のインバータ装置と、上記インバータ装置の側面よりも小面積な側面が上記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コンバータと、上記インバータ装置と上記コンバータとの接合部に形成されたウォータジャケットとを備え、上記ウォータジャケットに接続される補機を上記インバータ装置の側面上で上記コンバータに隣接して配設したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によるパワーコントロールユニットは、請求項１記載の発明において、上記ウォータジャケットは上記インバータ装置と上記コンバータとの接合部に沿って上下方向に形成され、上記ウォータジャケットの下方に冷却水導入ポートが連通され、上方に冷却水吐出ポートが連通されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の発明によるパワーコントロールユニットは、請求項１または請求項２記載の発明において、上記補機は、上記ウォータジャケットに接続するリザーブタンクであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４記載の発明によるパワーコントロールユニットは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において、上記補機は、上記ウォータジャケットに接続するウォータポンプであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図１はエンジンルーム内の要部を示す平面図、図２はエンジン及びパワーコントロールユニットを示す正面図、図３は車載の電気回路の概略構成図、図４はパワーコントロールユニットの斜視図、図５はパワーコントロールユニットの要部を示す正面図、図６はインバータケースの正面図、図７はコンバータケースの正面図、図８はウォータポンプとリザーブタンクが取り付けられたパワーコントロールユニットの要部を示す右側面図、図９はウォータポンプとリザーブタンクが取り付けられたパワーコントロールユニットの要部を示す正面図である。
【００１６】
図１において符号１は自動車等の車体を示す。本実施の形態において、車体１には、定格電圧が例えば４２Ｖに設定されたモータジェネレータ１０（後述する）や電動オイルポンプ（図示せず）等の各種４２Ｖ負荷と、定格電圧が例えば１４Ｖに設定されたランプバルブ（図示せず）やオーディオ機器（図示せず）等の各種１４Ｖ負荷とが搭載されている。そして、モータジェネレータ１０等の４２Ｖ負荷を搭載することにより、車体１にはアイドルストップ機能等を高いクオリティで実現可能な簡易ハイブリッドシステムが構築されている。
【００１７】
また、定格電圧の異なる各電気負荷にそれぞれ対応して給電を行うため、車体１には、図示しないラゲージルーム内に、３６Ｖバッテリ５と、１２Ｖバッテリ６とが搭載されている（図３参照）。
【００１８】
図１，２に示すように、モータジェネレータ１０は車体１前部のエンジンルーム２内でエンジン３に併設されており、モータジェネレータ１０のプーリ１１は、エアコン用コンプレッサ１２のプーリ１３等とともに、図示しないベルトを介してエンジン３のクランクプーリ３ａに連結されている。ここで、本実施の形態において、エンジン３は車体１に対して縦置き配置される水平対向エンジンであり、モータジェネレータ１０及びコンプレッサ１２は、インテークマニホルド３ｂの前方で、エンジン３の上部に固設されている。
【００１９】
また、エンジンルーム２内において、モータジェネレータ１０の側方（図１の例では、左側方）には、パワーコントロールユニット２０が配設されている。
【００２０】
図３に示すように、パワーコントロールユニット２０は、インバータ装置２１と、このインバータ装置２１に一体的に併設するＤＣ−ＤＣコンバータ２２とを有して構成されている。
【００２１】
インバータ装置２１は、インテリジェントパワーモジュール２３と、励磁回路２４と、モータコントローラ２５とを有し、これらがインバータケース５０（後で詳述する）内に一体的に収容されて要部が構成されている。
【００２２】
インテリジェントパワーモジュール２３は、モータジェネレータ１０内に配設されたステータコイル１５のＵ相、Ｖ相、及びＷ相に大容量のパワーケーブル（電源ケーブル）２７ａ〜２７ｃを介して外部接続されているとともに、３６Ｖバッテリ５に電力線３１ａ，３１ｂを介して外部接続され、モータジェネレータ１０と３６Ｖバッテリ５との間の交流／直流変換等を行うようになっている。
【００２３】
また、励磁回路２４は、モータジェネレータ１０内に配設されたロータコイル１６に電力線２８を介して外部接続され、ロータコイル１６に励磁電流を供給するようになっている。
【００２４】
また、モータコントローラ２５は、モータジェネレータ１０内に配設された回転センサ１７や温度センサ１８等にハーネス２９を介して接続されているとともに、図示しないアイドルストップ制御装置等にハーネス３０（図４参照）を介して外部接続され、各種入力信号に基づいて、インテリジェントパワーモジュール２３の位相制御や励磁回路２４の励磁電流制御等を行うようになっている。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、コンバータ本体２６を有し、このコンバータ本体２６が、インバータケース５０に一体的に併設するコンバータケース５１（後で詳述する）内に収容されて要部が構成されている。
【００２６】
コンバータ本体２６は、３６Ｖの直流電圧を１２Ｖの直流電圧に降圧するためのもので、インバータケース５０の内部でインテリジェントパワーモジュール２３に接続されているとともに、電力線３２を介して１２Ｖバッテリ６に外部接続されている。
【００２７】
そして、このような構成によるパワーコントロールユニット２０は、アイドルストップ制御装置等からの信号に基づく制御を行うことで、モータジェネレータ１０を発電機或いはモータとして選択的に機能させる。すなわち、走行時等において、インバータ装置２１は、スイッチング制御等による充電圧及び発電量の調整を行うことでモータジェネレータ１０を発電機として機能させ、３６Ｖバッテリ５に対して電気エネルギーの充電を行う。また、インバータ装置２１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介して、１２Ｖバッテリ６に対しても電気エネルギーの充電を行う。その一方で、エンジン３のアイドルストップからの再始動時等において、インバータ装置２１は、３６Ｖバッテリ５からの給電制御を行うことでモータジェネレータ１０をモータとして機能させる。
【００２８】
次に、本実施の形態におけるパワーコントロールユニット２０の詳細な構造について説明する。
【００２９】
図１，４，５に示すように、インバータケース５０は、車幅方向に沿った偏平な略直方体形状をなす金属ケースで構成されている。このインバータケース５０の後側面には、上述のインテリジェントパワーモジュール２３、励磁回路２４、及びモータコントローラ２５等を内部に組み付けるための作業用開口部（図示せず）が開口されており、この作業用開口部はインバータケースカバー５５（図１参照）によって閉塞されている。
【００３０】
また、インバータケース５０の上面は各種外部接続端子を外部に露呈するための端子面として構成され、この端子面上には、三相の交流端子５６ａ〜５６ｃと、直流端子５７ａ，５７ｂとが配設されている。各交流端子５６ａ〜５６ｃは、インバータケース５０内部でインテリジェントパワーモジュール２３に接続されており、インバータケース５０外部で各パワーケーブル２７ａ〜２７ｃを介してモータジェネレータ１０に接続されるようになっている。一方、各直流端子５７ａ，５７ｂは、インバータケース５０内部でインテリジェントパワーモジュール２３に接続されており、インバータケース５０外部で各電力線３１ａ，３１ｂを介して３６Ｖバッテリ５に接続されるようになっている。さらに、インバータケース５０の端子面上には、インバータケース５０内部で励磁回路２４に接続する電力線２８やモータコントローラ２５に接続するハーネス２９，３０を外部に延出するためのガイド部材５８が設けられている。
【００３１】
図１，４，５に示すように、コンバータケース５１はインバータケース５０の前側面に接合されるもので、コンバータケース５１は、車幅方向に沿った偏平な略直方体形状をなす金属ケースで構成されている。なお、本実施の形態においては、偏平なインバータケース５０の側面（前側面）に偏平なコンバータケース５１を接合することにより、パワーコントロールユニット２０の外観形状を略直方体形状とすることができ、例えば１２Ｖバッテリのみを搭載する既存車両のバッテリトレイに載置可能な大きさに形成することができる。
【００３２】
図７に示すように、コンバータケース５１の前側面には、上述のコンバータ本体２６を内部に組み付けるための作業用開口部８０が開口されており、この作業用開口部８０は、例えば、内面に絶縁シート８２が貼付された板金製のコンバータケースカバー８１（図４，５参照）によって閉塞されている。
【００３３】
また、コンバータケース５１の上面は外部接続端子を外部に露呈するための端子面として構成され、この端子面上には、各交流端子５６ａ〜５６ｃに近接する位置に、直流端子８３が配設されている。直流端子８３は、コンバータケース５１内部でコンバータ本体に接続されており、コンバータケース５１外部で電力線３２を介して１２Ｖバッテリ６に接続されるようになっている。
【００３４】
この場合、インバータケース５０の側面（前側面）にコンバータケース５１を併設することにより、コンバータケース５１の上面に直流端子８３を露呈して配設することが容易となる。すなわち、インバータケース５０から露呈する各交流端子５６ａ〜５６ｃ及び各直流端子５７ａ，５７ｂのみならず、コンバータケース５１から露呈する直流端子８３においても、パワーコントロールユニット２０の上面に配設することができる。そして、直流端子８３をコンバータケース５１の上面に配設することにより、エンジンルーム２内で行われる直流端子８３に対する電力線３２の取付作業性やメンテナンス性等を向上することができる。
【００３５】
ところで、図４，５に示すように、本実施の形態において、コンバータケース５１の前後側面はインバータケース５０の前後側面よりも小面積に構成されており、コンバータケース５１は、インバータケース５０の前側面上において、例えば左側上方に偏倚した位置で接合されている。
【００３６】
また、図６に示すように、インバータケース５０の前側面において、コンバータケース５１との接合面には、環状の壁部９５が立設されているとともに、この壁部９５の内側に複数のフィン９６が立設されている。これら壁部９５及びフィン９６の端部はコンバータケース５１に対して液密に接合されるようになっており、これにより、インバータケース５０とコンバータケース５１との間には、インバータ装置２１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２の各部を冷却するウォータジャケット９７が構成される。
【００３７】
また、図４，５に示すように、ウォータジャケット９７には、コンバータケース５１の下方寄りに開口された冷却水導入ポート９８と、コンバータケース５１の上方寄りに開口された冷却水吐出ポート９９とが連通されている。
【００３８】
さらに、図８，９に示すように、冷却水導入ポート９８にはウォータポンプ１００が連設されているとともに、冷却水吐出ポート９９にはリザーバタンク１０１が連接されており、これらウォータポンプ１００及びリザーバタンク１０１が図示しないラジエータに連通されることによって、冷却水をウォータジャケット９７の下方から上方に流通する冷却水循環通路が構成されている。
【００３９】
そして、このように、インバータケース５０と当該インバータケース５０の前側面に併設したコンバータケース５１との間にウォータジャケット９７を構成することによりウォータジャケット９７をパワーコントロールユニット２０の上下方向に沿って構成することができ、このウォータジャケット９７に冷却水を下方から上方に流通させることによって、冷却水循環通路上にエア抜き用プラグ等を設けることなく、ウォータジャケット９７内での気泡の滞留を防止できる。
【００４０】
また、ウォータジャケット９７をパワーコントロールユニット２０の上下方向に沿って構成することにより、ウォータポンプ１００の停止時に冷却水の熱対流を効果的に発生させることができ、パワーコントロールユニット２０内部の各構成部材の局所的な過熱を防止できる。
【００４１】
また、ウォータジャケット９７をパワーコントロールユニット２０の上下方向に沿って構成することにより、万が一ウォータジャケット９７から冷却水が漏出された場合にも、冷却水をインバータケース５０とコンバータケース５１との接合部に沿って滴下させることができ、インバータケース５０上の各交流端子５６ａ〜５６ｃ及び各直流端子５７ａ，５７ｂや、コンバータケース５１上の直流端子８３等を冷却水の被水から保護することができる。
【００４２】
ここで、図８，９に示すように、ウォータポンプ１００及びリザーバタンク１０１は、インバータケース５０の前側面上でコンバータケース５１に隣接された状態でパワーコントロールユニット２０に固設されている。すなわち、本実施の形態においては、上述のようにコンバータケース５１の前後側面をインバータケース５０の前後側面よりも小面積に構成するとともに、コンバータケース５１をインバータケース５０の前側面上に接合することにより、インバータケース５０の前側面上にはコンバータケース５１に隣接する補機配置用スペース１０２が設定されており、この補機配置用スペース１０２上で、ウォータポンプ１００及びリザーバタンク１０１がパワーコントロールユニット２０に固設されている。具体的に説明すると、図８に示すように、ウォータポンプ１００は、補機配置用スペース１０２上においてコンバータケース５１の下方に固設されるもので、その吐出ポートがコンバータケース５１に開口された冷却水導入ポート９８に直付けされている。また、リザーバタンク１０１は、補機配置用スペース１０２上においてコンバータケース５１の側方に固設されるもので、その導入ポートがコンバータケース５１に開口された冷却水吐出ポート９９に直付けされている。
【００４３】
そして、このようにインバータケース５０の前側面上に補機配置用スペース１０２を設けてウォータポンプ１００及びリザーバタンク１０１をパワーコントロールユニット２０に固設することにより、エンジンルーム内で補機類を効率的に配置できると共に、これらを一体のままエンジンルーム２内に搬入することができ、エンジンルーム２内での配管を簡略化して組み付け作業性を向上することができる。
【００４４】
また、ウォータポンプ１００及びリザーバタンク１０１と、ウォータジャケット９７とを接続する冷却水配管を廃止することができるので、部品点数を削減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エンジンルーム内で補機類を効率的に配置できると共に、組み付け作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンルーム内の要部を示す平面図
【図２】エンジン及びパワーコントロールユニットを示す正面図
【図３】車載の電気回路の概略構成図
【図４】パワーコントロールユニットの斜視図
【図５】パワーコントロールユニットの要部を示す正面図
【図６】インバータケースの正面図
【図７】コンバータケースの背面図
【図８】ウォータポンプとリザーブタンクが取り付けられたパワーコントロールユニットの要部を示す右側面図
【図９】ウォータポンプとリザーブタンクが取り付けられたパワーコントロールユニットの要部を示す正面図
【符号の説明】
２０ … パワーコントロールユニット
２１ … インバータ装置
２２ … ＤＣ−ＤＣコンバータ（コンバータ）
９７ … ウォータジャケット
１００ … ウォータポンプ（補機）
１０１ … リザーバタンク（補機）
１０２ … 補機配置用スペース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power control unit in which a converter is integrally provided with an inverter device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in vehicles, simple hybrid systems using motor generators, electric four-wheel drive systems, electromagnetically driven valves, electric power steering, electric car air conditioners, electric brakes, electric chassis controls, windshield defrosters, seat heaters, etc. For the purpose of realizing each equipment of high quality, it is studied to increase the rated voltage of on-board auxiliary equipment from 14V to 42V, and accordingly, the on-board battery voltage from 12V to 36V It is being studied to increase the pressure.
[0003]
During the transition period to such an increase in the auxiliary equipment, the increase in the cost of the auxiliary equipment can be enjoyed by the increase in the auxiliary equipment in order to suppress the rise in cost due to the change of the auxiliary equipment. It is desirable to be introduced step by step. In this case, as one of the greatest merits expected by increasing the pressure of the auxiliary devices, it is conceivable to improve the fuel efficiency by constructing a simple hybrid system using a high-output motor generator. Therefore, in recent years, both a 36V battery and a 12V battery are mounted, and for example, a motor generator, an electromagnetic clutch, an electric oil pump for an automatic transmission, etc. are driven by the 36V battery, and other accessories are driven by the 12V battery. Has been proposed and put to practical use.
[0004]
By the way, in a vehicle provided with a 36V battery and a 12V battery as described above, it is difficult to mount both batteries simultaneously in a narrow engine room. When a motor generator is used in a vehicle, it is necessary to newly install an inverter device. Further, in order to reduce the voltage generated by the motor generator and supply power to a 12V battery or the like, it is necessary to newly install auxiliary equipment such as a DC-DC converter.
[0005]
To cope with these problems, for example, in Non-Patent Document 1, a 36V battery and a 12V battery are arranged in a luggage room, and the respective batteries are arranged in the luggage room. A technique of disposing a power control unit in which a DC-DC converter is integrally provided below an inverter device is disclosed.
[0006]
Further, in Non-Patent Document 1, a water jacket for cooling each part of the power control unit is provided at a junction between the inverter device and the DC-DC converter, and a reservoir tank and a water pump disposed in an engine room are provided. There is disclosed a technique of forming a cooling water circulation passage that circulates cooling water from a radiator to a water jacket by connecting the cooling water to the water jacket through a cooling water pipe.
[0007]
[Non-patent document 1]
Edited by Toyota Motor Co., "Crowne, Crown Majesta, Crown Estate New Model Manual" Published August 20, 2001, P0-2, P1-2-1-7, P1-12-1-21
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technology disclosed in Non-Patent Document 1, it is necessary to separately secure a space for arranging auxiliary devices such as a reservoir tank and a water pump in a narrow engine room.
[0009]
In addition, in the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, when a power control unit is rigged or the like, connection work of a reservoir tank or a water pump must be performed in a narrow engine room, and assembling workability is increased. May decrease.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power control unit capable of efficiently arranging accessories in an engine room and improving assembling workability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a power control unit according to the present invention has a substantially rectangular parallelepiped inverter device, and a side surface having a smaller area than a side surface of the inverter device is integrally joined to a side surface of the inverter device. A substantially rectangular parallelepiped converter, and a water jacket formed at a junction between the inverter device and the converter. An auxiliary device connected to the water jacket is adjacent to the converter on a side surface of the inverter device. It is characterized by being arranged.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the power control unit according to the first aspect, the water jacket is formed vertically along a junction between the inverter device and the converter, and is provided below the water jacket. Is connected to a cooling water introduction port, and a cooling water discharge port is connected upward.
[0013]
A power control unit according to a third aspect of the present invention is the power control unit according to the first or second aspect, wherein the auxiliary device is a reserve tank connected to the water jacket.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the power control unit according to any one of the first to third aspects, the auxiliary device is a water pump connected to the water jacket. .
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a main part in an engine room, FIG. 2 is a front view showing an engine and a power control unit, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an electric circuit mounted on a vehicle. 4 is a perspective view of the power control unit, FIG. 5 is a front view showing a main part of the power control unit, FIG. 6 is a front view of the inverter case, FIG. 7 is a front view of the converter case, and FIG. 8 is a water pump and reserve. FIG. 9 is a right side view showing a main part of the power control unit to which the tank is attached, and FIG. 9 is a front view showing a main part of the power control unit to which the water pump and the reserve tank are attached.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a vehicle body such as an automobile. In the present embodiment, the vehicle 1 has various 42V loads such as a motor generator 10 (described later) and an electric oil pump (not shown) whose rated voltage is set to, for example, 42V, and a rated voltage set to, for example, 14V. Various 14V loads such as a lamp bulb (not shown) and audio equipment (not shown) are mounted. By mounting a 42V load such as the motor generator 10, a simple hybrid system capable of realizing an idle stop function and the like with high quality is constructed in the vehicle body 1.
[0017]
Further, in order to supply electric power corresponding to each electric load having a different rated voltage, a 36V battery 5 and a 12V battery 6 are mounted on the vehicle body 1 in a luggage room (not shown) (see FIG. 3). .
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the motor generator 10 is provided in the engine room 2 in the front part of the vehicle body 1 and in addition to the engine 3. It is connected to the crank pulley 3a of the engine 3 via a belt that is not used. Here, in the present embodiment, the engine 3 is a horizontally opposed engine vertically arranged with respect to the vehicle body 1, and the motor generator 10 and the compressor 12 are fixed to an upper part of the engine 3 in front of the intake manifold 3 b. Have been.
[0019]
In the engine room 2, a power control unit 20 is disposed on the side of the motor generator 10 (on the left side in the example of FIG. 1).
[0020]
As shown in FIG. 3, the power control unit 20 includes an inverter device 21 and a DC-DC converter 22 integrally provided with the inverter device 21.
[0021]
The inverter device 21 includes an intelligent power module 23, an excitation circuit 24, and a motor controller 25, which are integrally housed in an inverter case 50 (to be described in detail later) to form a main part. I have.
[0022]
The intelligent power module 23 is externally connected to the U, V, and W phases of the stator coil 15 disposed in the motor generator 10 via large-capacity power cables (power cables) 27a to 27c. , 36V battery 5 via power lines 31a, 31b to perform AC / DC conversion between the motor generator 10 and the 36V battery 5.
[0023]
The excitation circuit 24 is externally connected to the rotor coil 16 disposed in the motor generator 10 via a power line 28, and supplies an excitation current to the rotor coil 16.
[0024]
The motor controller 25 is connected to a rotation sensor 17 and a temperature sensor 18 disposed in the motor generator 10 via a harness 29, and a harness 30 (see FIG. 4) to an idle stop control device (not shown). ), The phase control of the intelligent power module 23, the excitation current control of the excitation circuit 24, and the like are performed based on various input signals.
[0025]
The DC-DC converter 22 has a converter main body 26, which is housed in a converter case 51 (to be described in detail later) which is integrally provided with the inverter case 50 to constitute a main part. I have.
[0026]
The converter main body 26 is for reducing the DC voltage of 36V to a DC voltage of 12V, is connected to the intelligent power module 23 inside the inverter case 50, and is externally connected to the 12V battery 6 via the power line 32. Have been.
[0027]
The power control unit 20 having such a configuration controls the motor generator 10 to selectively function as a generator or a motor by performing control based on a signal from an idle stop control device or the like. That is, during traveling or the like, the inverter device 21 makes the motor generator 10 function as a generator by adjusting the charging pressure and the amount of power generation by switching control or the like, and charges the 36V battery 5 with electric energy. The inverter device 21 also charges the 12V battery 6 with electric energy via the DC-DC converter 22. On the other hand, when the engine 3 is restarted from idle stop or the like, the inverter device 21 controls the power supply from the 36V battery 5 to cause the motor generator 10 to function as a motor.
[0028]
Next, a detailed structure of the power control unit 20 according to the present embodiment will be described.
[0029]
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the inverter case 50 is formed of a metal case having a flat, substantially rectangular parallelepiped shape along the vehicle width direction. A working opening (not shown) for assembling the intelligent power module 23, the excitation circuit 24, the motor controller 25, and the like therein is opened on the rear side surface of the inverter case 50. The opening is closed by an inverter case cover 55 (see FIG. 1).
[0030]
In addition, the upper surface of the inverter case 50 is configured as a terminal surface for exposing various external connection terminals to the outside. On this terminal surface, three-phase AC terminals 56a to 56c and DC terminals 57a and 57b are arranged. Is established. Each of the AC terminals 56a to 56c is connected to the intelligent power module 23 inside the inverter case 50, and is connected to the motor generator 10 via each of the power cables 27a to 27c outside the inverter case 50. On the other hand, the DC terminals 57a and 57b are connected to the intelligent power module 23 inside the inverter case 50, and are connected to the 36V battery 5 via the power lines 31a and 31b outside the inverter case 50. . Further, on the terminal surface of the inverter case 50, a guide member 58 for extending the power line 28 connected to the excitation circuit 24 and the harnesses 29 and 30 connected to the motor controller 25 inside the inverter case 50 is provided. ing.
[0031]
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, converter case 51 is joined to the front side surface of inverter case 50, and converter case 51 is formed of a metal case having a flat, substantially rectangular parallelepiped shape along the vehicle width direction. Have been. In the present embodiment, by joining the flat converter case 51 to the side surface (front side surface) of the flat inverter case 50, the external shape of the power control unit 20 can be made substantially rectangular parallelepiped. It can be formed in a size that can be placed on a battery tray of an existing vehicle that has only a 12V battery.
[0032]
As shown in FIG. 7, a working opening 80 for assembling the above-described converter main body 26 therein is opened on the front side surface of the converter case 51. It is closed by a sheet metal converter case cover 81 (see FIGS. 4 and 5) to which an insulating sheet 82 is attached.
[0033]
Further, the upper surface of converter case 51 is configured as a terminal surface for exposing the external connection terminals to the outside, and on this terminal surface, DC terminals 83 are provided at positions close to AC terminals 56a to 56c. ing. The DC terminal 83 is connected to the converter main body inside the converter case 51, and is connected to the 12V battery 6 via the power line 32 outside the converter case 51.
[0034]
In this case, by providing the converter case 51 on the side surface (front side surface) of the inverter case 50, it becomes easy to dispose the DC terminal 83 on the upper surface of the converter case 51. That is, not only the AC terminals 56a to 56c and the DC terminals 57a and 57b exposed from the inverter case 50 but also the DC terminal 83 exposed from the converter case 51 can be disposed on the upper surface of the power control unit 20. . By arranging the DC terminal 83 on the upper surface of the converter case 51, it is possible to improve the workability and maintenance of the power line 32 to the DC terminal 83 performed in the engine room 2 and the like.
[0035]
By the way, as shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the front and rear side surfaces of converter case 51 are configured to have a smaller area than the front and rear side surfaces of inverter case 50. On the side surface, for example, it is joined at a position deviated upward and to the left.
[0036]
As shown in FIG. 6, an annular wall 95 is provided upright on the front surface of the inverter case 50 at the joint surface with the converter case 51, and a plurality of fins are provided inside the wall 95. 96 are erected. The ends of the wall 95 and the fins 96 are liquid-tightly joined to the converter case 51, so that the inverter device 21 and the DC -A water jacket 97 for cooling each part of the DC converter 22 is configured.
[0037]
As shown in FIGS. 4 and 5, the water jacket 97 has a cooling water introduction port 98 opened to the lower side of the converter case 51 and a cooling water discharge port 99 opened to the upper side of the converter case 51. Is communicated.
[0038]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a water pump 100 is connected to the cooling water introduction port 98, and a reservoir tank 101 is connected to the cooling water discharge port 99. By connecting the reservoir tank 101 to a radiator (not shown), a cooling water circulation passage for flowing cooling water upward from below the water jacket 97 is formed.
[0039]
By thus forming the water jacket 97 between the inverter case 50 and the converter case 51 attached to the front side of the inverter case 50, the water jacket 97 is formed along the vertical direction of the power control unit 20. By allowing the cooling water to flow through the water jacket 97 from below, it is possible to prevent air bubbles from staying in the water jacket 97 without providing an air vent plug or the like on the cooling water circulation passage.
[0040]
Further, by forming the water jacket 97 along the vertical direction of the power control unit 20, heat convection of the cooling water can be effectively generated when the water pump 100 is stopped, and each component inside the power control unit 20 can be formed. Local overheating of the member can be prevented.
[0041]
Further, by forming the water jacket 97 along the vertical direction of the power control unit 20, even if the cooling water leaks from the water jacket 97, the cooling water is supplied to the junction between the inverter case 50 and the converter case 51. , And the AC terminals 56a to 56c and the DC terminals 57a and 57b on the inverter case 50, the DC terminal 83 on the converter case 51, and the like can be protected from the cooling water. .
[0042]
Here, as shown in FIGS. 8 and 9, the water pump 100 and the reservoir tank 101 are fixed to the power control unit 20 on the front side surface of the inverter case 50 so as to be adjacent to the converter case 51. That is, in the present embodiment, as described above, the front and rear side surfaces of converter case 51 are configured to have a smaller area than the front and rear side surfaces of inverter case 50, and converter case 51 is joined to the front side surface of inverter case 50. Accordingly, on the front side of the inverter case 50, a space 102 for arranging auxiliary equipment adjacent to the converter case 51 is set. In the space 102 for arranging auxiliary equipment, the water pump 100 and the reservoir tank 101 are connected to the power control unit. 20. More specifically, as shown in FIG. 8, the water pump 100 is fixed below the converter case 51 on the accessory placement space 102, and its discharge port is opened in the converter case 51. It is directly attached to the cooling water introduction port 98. The reservoir tank 101 is fixedly provided on the side of the converter case 51 on the auxiliary device arrangement space 102, and its introduction port is directly attached to the cooling water discharge port 99 opened in the converter case 51. I have.
[0043]
By providing the space 102 for arranging auxiliary equipment on the front side surface of the inverter case 50 and fixing the water pump 100 and the reservoir tank 101 to the power control unit 20 in this manner, auxiliary equipment can be efficiently used in the engine room. In addition to these, they can be carried into the engine room 2 as they are, and the piping in the engine room 2 can be simplified to improve the assembling workability.
[0044]
In addition, since the cooling water piping connecting the water pump 100 and the reservoir tank 101 to the water jacket 97 can be eliminated, the number of parts can be reduced.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently arrange accessories in the engine room and to improve the assembling workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a main part in an engine room. FIG. 2 is a front view showing an engine and a power control unit. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an electric circuit mounted on a vehicle. FIG. 4 is a perspective view of a power control unit. FIG. 5 is a front view showing a main part of the power control unit. FIG. 6 is a front view of the inverter case. FIG. 7 is a rear view of the converter case. FIG. FIG. 9 is a front view showing a main part of the power control unit to which the water pump and the reserve tank are attached.
20: power control unit 21: inverter device 22: DC-DC converter (converter)
97: Water jacket 100: Water pump (auxiliary equipment)
101 ... Reservoir tank (auxiliary equipment)
102… space for auxiliary equipment
