JP2010000861A - ハイブリット自動車のインバータ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車において、車体剛性を向上させるとともに、インバータ支持剛性を向上させる。
【解決手段】車両前部のエンジンルーム２５にインバータ１１を取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造である。上記エンジンルーム２５の車幅方向両側にそれぞれ配設された左右一対のサスペンションタワー２７，２８の間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバー２９を備えている。上記インバータ１１は、その前部がフロントクロスメンバ６５に、その後部が上記サスペンションタワーバー２９に取り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造に関するものである。

従来より、エンジンとモータとを備えたハイブリッド自動車が知られている。このようなハイブリッド自動車では、モータをインバータを介してバッテリに接続しており、バッテリからの電力をモータに供給する際には、バッテリから出力された直流電力は、インバータにより所定の周波数の交流電力に変換されてモータへと供給される。

ところで、ハイブリッド自動車では、モータを車両前部に、エンジンを車両後部に配設することがあるが、そのように別々に配置すると、その取付の作業性が悪化する等の問題が生じる。

そこで、特許文献１に示すものでは、エンジン、モータ及びインバータを車両前部のエンジンルームに配設し、該インバータを前側車体側部材であるシュラウドアッパ及びフロントサイドフレームに取り付けたものが記載されている。
特開２００５−２６２８９４号公報

しかしながら、特許文献１のものでは、インバータは重量物であるにも拘わらず、その前部のみを車体側に支持しているだけなので、インバータを安定支持することができないという問題がある。この問題は、バッテリの充電を行う際にジェネレータで発生した交流電力を直流電力に変換する役割等も兼ねるインバータや、水冷式の冷却器を採用したインバータを備えたハイブリッド車両において顕著になる。

また、ハイブリッド車両では、エンジンルーム内にエンジンに加えて重量の大きいモータやインバータ等を配設することから、十分な車体剛性が確保し難いという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造において、車体剛性を向上させつつインバータ支持剛性を向上させる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造であって、上記エンジンルームの車幅方向両側にそれぞれ配設された左右一対のサスペンションタワーの間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバーを備えており、上記インバータは、その前部が前側車体側部材に、その後部が上記サスペンションタワーバーに取り付けられていることを特徴とするものである。

第１の発明よれば、左右一対のサスペンションタワーの間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバーを備えることから、車体の剛性を向上させることができる。また、インバータの前部が前側車体側部材に取り付けられているのみならず、インバータの後部がサスペンションタワーバーに取り付けられていることから、インバータを強固に支持することができる。したがって、車体剛性を向上させつつインバータ支持剛性を向上させることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記サスペンションタワーバーの中間部分は、該サスペンションタワーバーよりも車両後方の後側車体側部材に取り付けられていることを特徴とするものである。

ここで、「サスペンションタワーバーの中間部分」とは、サスペンションタワーバーのの車幅方向略中央の部分のみを意味するのではなく、サスペンションタワーバーにおける車幅方向の両端部（サスペンションタワーに取り付けられている部分）以外の部分を意味する。

第２の発明よれば、サスペンションタワーバーの中間部分が、該サスペンションタワーバーよりも車両後方の後側車体側部材に取り付けられていることから、サスペンションタワーバーを左右一対のサスペンションタワーだけに取り付けている構造に比べて、サスペンションタワーバーのインバータ支持剛性を一層向上させることができる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記後側車体側部材は、車幅方向に延びるカウルボックスであり、上記カウルボックスには、その内部を車幅方向に仕切る節部材が形成されており、上記サスペンションタワーバーの中間部分は、上記節部材に連結されていることを特徴とするものである。

第３の発明よれば、カウルボックスの内部に節部材が形成されていることから、カウルボックスの剛性を向上させることができる。これにより、その中間部分が該節部材に連結されているサスペンションタワーバーのインバータ支持剛性をより一層向上させることができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記節部材は、上記サスペンションタワーバーのインバータ取付部と車幅方向に関し略同じ位置に形成されていることを特徴とするものである。

第４の発明よれば、節部材がサスペンションタワーバーのインバータ取付部と車幅方向に関し略同じ位置に形成されていることから、サスペンションタワーバーに発生する曲げモーメントをアーム長さを短くすることで低減することができる。これにより、サスペンションタワーバーに大きな曲げ応力が発生することが抑制されるので、サスペンションタワーバーの強度上の信頼性を向上させることができる。

第５の発明は、上記第１〜４のいずれか１つの発明において、上記エンジンルームには、上記サスペンションタワーバーの下方にモータが配設されているとともに、該モータの前方且つ下方にジェネレータがその一部が正面視で該モータと重なるように配設されており、上記インバータは、上記ジェネレータの上方且つ上記モータの前方の空間から上記モータの上方の空間にかけて該ジェネレータ及び該モータを覆うように取り付けられていることを特徴とするものである。

第５の発明よれば、サスペンションタワーバーの下方にモータが配設されているとともに、該モータの前方且つ下方にジェネレータがその一部が正面視で該モータと重なるように配設されていることから、モータとジェネレータとを単に上下に配置した場合に比べて、これらの全高を抑えてモータの上方に空間を確保することができるとともに、ジェネレータの上方且つモータの前方に空間を確保することができる。したがって、スペースの制約されたエンジンルーム内に、インバータを容易にレイアウトすることができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、上記前側車体側部材は、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームの間に車幅方向に延びるように架設されたクロスメンバであり、上記クロスメンバには、上記インバータに対し車幅方向に隣接するエンジン用のエアクリーナが取り付けられていることを特徴とするものである。

第６の発明よれば、クロスメンバが左右一対のフロントサイドフレームの間に車幅方向に延びるように架設されていることから、車体剛性を向上させることができる。また、該クロスメンバに、インバータに加えてエンジン用のエアクリーナを取り付けていることから、該エアクリーナの取付用の部材を別途設ける必要がないので、部品点数を削減することができる。

第７の発明は、上記第６の発明において、上記クロスメンバは、バンパーレインフォースメントと共に、締結具によって上記フロントサイドフレームの前端部に共締めされていることを特徴とするものである。

第７の発明よれば、クロスメンバがバンパーレインフォースメントと共に、締結具によってフロントサイドフレームの前端部に共締めされていることから、クロスメンバを取り付ける際の作業性が向上する。

第８の発明は、上記第６又は７の発明において、上記クロスメンバの中間部分と上記フロントサイドフレームとの間に架設された上記クロスメンバ補強用の補強メンバをさらに備えていることを特徴とするものである。

第８の発明よれば、クロスメンバの中間部分とフロントサイドフレームとの間に補強メンバを架設するだけの簡単な構造でクロスメンバの剛性を向上させることができる。

本発明によれば、左右一対のサスペンションタワーの間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバーによって車体剛性を向上させることができるとともに、インバータの後部を該サスペンションタワーバーに取り付けることにより、インバータ支持剛性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−ハイブリット自動車の構成−
以下、本発明の実施形態に係るハイブリット自動車の構成について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るデュアルフューエルエンジン（以下、エンジンという）を搭載したハイブリッド自動車１の概略構成図である。この自動車１は、エンジン３及びモータ５を動力源として備え、このエンジン３は発電にのみ使用して、自動車１が動くための動力は全てモータ５に頼る所謂シリーズハイブリッド自動車である。自動車１は、上記エンジン３及びモータ５の他に、バッテリ７と、上記エンジン３により駆動されるジェネレータ９（発電機）とを備えている。

上記エンジン３は、図示省略するが、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとにより囲まれてなるロータ収容室（図示略、以下、気筒という）に概略三角形状のロータが収容されて構成されており、そのロータの外周側に３つの作動室が区画されている。このエンジン３は、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒にそれぞれロータを収容した２ロータタイプのものである。

上記各ロータは、該ロータ外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジングのトロコイド内周面に当接した状態で駆動軸３ａの周りを自転しながら、該駆動軸３ａの軸心の周りに公転するようになっている。そして、ロータが１回転する間に、該ロータの各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータを介して駆動軸３ａから出力される。

上記エンジン３の各気筒には、それぞれ点火プラグ（図示略）を取り付ける２つの点火プラグ孔８３，８３（図２〜図４参照）が形成されており、これらの点火プラグは、詳細は後述するプレート１０７と対向配置されている。一方、各気筒には、水素燃料タンク１３から供給された水素を筒内に直接噴射する２つの水素噴射用のインジェクタ（図示略）がそれぞれ設けられている。

また、上記各気筒には、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路（図示略）が連通していると共に、排気行程にある作動室に連通するように排気通路が連通している。吸気通路は、上流側では１つであるが、下流側では、２つに分岐してそれぞれ上記各気筒の作動室に連通している。この吸気通路の該分岐部よりも上流側には、吸入空気中の異物や埃を除去するためにフィルタを用いたエアクリーナ２１が配設されている。

吸気通路の分岐部よりも下流側には、ガソリン燃料タンク１５から供給されるガソリンを吸気通路内に噴射するためのガソリン噴射用のインジェクタ（図示略）が配設されている。

そして、上記各点火プラグ、ガソリン噴射用の各インジェクタは、パワートレインコントロールモジュール（図示略、以下、ＰＣＭという）によって作動制御されるようになっている。

すなわち、各点火プラグは、ロータの回転位置に応じて所定のタイミングで点火される。また、水素噴射用のインジェクタは、使用燃料が水素である場合に、ロータの回転位置に応じて所定のタイミングで水素を気筒内（作動室内）に噴射し、ガソリン噴射用のインジェクタは、使用燃料がガソリンである場合に、ロータの回転位置に応じて所定のタイミングでガソリンを吸気通路８５内に噴射する。

一方、上記バッテリ７は、ジェネレータ９及びモータ５にそれぞれ、インバータ１１を介して接続されていて、ジェネレータ９からの発電電力及びモータ５からの回生電力が供給されることで充電される。また、該バッテリ７は、ジェネレータ９及びモータ５を駆動させるためのものであって、電力をジェネレータ９及びモータ５へ供給する。

上記ジェネレータ９は、その回転軸（図示略）が上記エンジン３の駆動軸３ａと同軸上に配置されていて、該エンジン３によって直結駆動されており、この結果、ジェネレータ９は、エンジン３の回転数と同じ回転数で回転するようになっている。

上記モータ５は、両前輪（両駆動輪）１７，１７にディファレンシャルギア１９を介して連結されていて、自動車１の定速運転時等のように該モータ５に要求される出力トルク（以下、要求トルクという）が低い低トルク運転時や車両始動時にはバッテリ７から供給される電力により駆動され、中トルク運転時にはエンジン３により駆動されるジェネレータ９から供給される電力によって駆動され、急加速時等の要求トルクが高い高トルク運転時には該ジェネレータ９及びバッテリ７の双方から供給される電力により駆動される。このように、モータ５は、ジェネレータ９及びバッテリ７の両方からの電力により駆動されることがあるので、その外径はジェネレータ９の外径とほぼ同じであるものの、その最大出力はジェネレータ９の最大出力よりも大きくなっている（例えばジェネレータ９の最大出力が８０ｋＷ、モータ５の最大出力が１２０ｋＷ）。

なお、バッテリ７の蓄電量が少ないときには、上記エンジン３を運転させてジェネレータ９を作動させることによって、モータ５を上記要求トルクで駆動するために必要な電力よりも大きな電力を該ジェネレータ９にて発生させるとともに、該ジェネレータ９で発生した電力と上記モータ５の必要電力との差分をバッテリ７に供給して充電を行う。

上記インバータ１１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１ａ及びＤＣ−ＡＣコンバータ１１ｂを一体化（ユニット化）してなり、水冷式の冷却器（図示略）を採用しており、上記ＰＣＭにより制御されていて、バッテリ７、ジェネレータ９及びモータ５の相互間での電力の授受及び変換を制御するように構成されている。

具体的には、上記ＡＣ−ＤＣコンバータ１１ａは、交流電力を直流電力に変換し、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ１１ｂは、直流電力を周波数等を制御した交流電力に変換するように構成されている。そして、ジェネレータ９からの電力をモータ５に供給する際には、該ジェネレータ９で発生した交流電力は一旦、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１ａにより直流電力に変換された後、再度、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ１１ｂにより直流電力から交流電力に変換されてモータ５へと供給される。また、バッテリ７からの電力をモータ５に供給する際には、該バッテリ７から出力された直流電力は、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ１１ｂにより所定の周波数の交流電力に変換されてモータ５へと供給される。また更に、バッテリ７の充電を行う際には、ジェネレータ９で発生した交流電力はＡＣ−ＤＣコンバータ１１ａにより直流電力に変換されてバッテリ７へと供給される。

−ハイブリット自動車のパワーユニット配置構造及び前部車体構造−
以下、ハイブリット自動車１のパワーユニット搭載構造及び前部車体構造について説明する。

図２は、自動車１のエンジンルーム２５を左斜め前方から見た斜視図であり、図３は、インバータ１１やエアクリーナ２１やバンパーレインフォースメント２３等を取り外した図２に相当する斜視図であり、図４は、自動車１のエンジンルーム２５を正面やや上方から見た斜視図であり、図５は、図２のV−V線断面図である。なお、上記バッテリ７、水素燃料タンク１３及びガソリン燃料タンク１５は、自動車１の後部（後部座席近傍）に配置されており、これらの配置については以下説明を省略する。

上記ハイブリット自動車１の前部は、フロアパネル３１の前端に立設されたダッシュロアパネル３３と該ダッシュロアパネル３３の上部に配設されたカウルボックス３５により、車室とエンジンルーム２５とに区画されている。

図３等中、符合Ｐはエンジン３の後側（図３ではエンジン３の左側）にジェネレータ９を、このジェネレータ９の上側にモータ５を配置してなるパワーユニット（パワープラント）である。パワーユニットＰは、ジェネレータ９とモータ５とディファレンシャルギア１９とを収納するユニットケーシング１６を備えている（図１１参照）。このユニットケーシング１６は、エンジン３が結合されたエンジン側にあるエンジン側ユニットケーシング１８と、エンジン３の反対側にある反エンジン側ユニットケーシング２０とで形成されていて、両者が連結ボルト２２で連結されている。このように、機械的結合のないジェネレータ９及びモータ５は単一物である反エンジン側ケーシング２０に収容されており、この結果、ジェネレータ９及びモータ５は構造的に一体化し、エンジン３を含むパワーユニットＰ全体が構造的に一体のものとして車体側に支持される。

このパワーユニットＰは、その長手方向（エンジン３の駆動軸３ａやジェネレータ９の回転軸、モータ５の回転軸が延びる方向）が車幅方向（車体の左右方向）となるように横置きに搭載されて、その車両左側（ジェネレータ９及びモータ５側）、車両右側（エンジン３側）、及び下側が車体側に３点支持されている。つまり、このエンジンルーム２５には、エンジン３及びモータ５が車幅方向に並列配置されている。具体的には、モータ５は、後述するサスペンションタワーバー２９の下方に配設されているとともに、その下部が車両正面視でジェネレータ９の上部と重なるように、車両側方視でジェネレータ９の上側かつ車両後方（斜め上側後方）に配置されている。換言すると、エンジンルーム２５では、モータ５の前方且つ下方にジェネレータ９がその一部が車両正面視で該モータ５と重なるように配設されている。このようにモータ５とジェネレータ９とを配設することにより、ジェネレータ９の上方且つモータ５の前方に空間が形成され、この空間にインバータ１１が配置される。

上記カウルボックス３５は、車幅方向に延びており、その下端（ダッシュアッパーパネル４３の下端）の高さ位置は、上記モータ５の上端の高さ位置とほぼ同じになっている。このカウルボックス３５は、フロントウインドパネル（図示略）の下縁部に沿って該下縁部を支持するカウルパネル３７と、上記ダッシュロアパネル３３の上端に接合されるダッシュアッパーパネル４３と、該ダッシュアッパーパネル４３の前端部から車両前方に行くに従って上方に延びているカウルフロントパネル４５とを備えている。

上記カウルパネル３７はカウルアッパパネル３９とカウルロアパネル４１とを接合したものであり、フロントウインドパネルの下端部を支持できる剛性を得るために閉断面パネル構造に形成されている。また、上記ダッシュアッパーパネル４３は横断面略Ｌ字状に形成されており、その上端部４３ａがカウルパネル３７の後端部３７ａと、その前端部４３ｂがカウルフロントパネル４５の後端部４５ａとそれぞれ接合されている。そして、上記カウルフロントパネル４５の前端は、モータ５の車両前後方向の後端よりも更に車両前方且つインバータ１１の上端よりも更に上方に延びている。

上記カウルボックス３５は、外気導入のために車幅方向全体に亘ってカウルパネル３７の前端部３７ｂとカウルフロントパネル４５の前端部４５ｂとが上下方向に間隔をあけた開放断面に形成されている。また、カウルボックス３５の車幅方向の中央部には、外気を自動車１の空調装置（図示略）に取り込むための開口４７が形成されている。

上記カウルボックス３５には、図６に示すように、その内部を車幅方向に仕切るリブ（節部材）４９が形成されている。このリブ４９は、車幅方向全体に亘って開放断面に形成されているカウルボックス３５の剛性を確保するためのものであり、上記開口４７と干渉しないように、エンジンルーム２５における車幅方向右側（エンジン３側）に形成されている。上記リブ４９は、その外形が上記カウルボックス３５の内面に沿うように形成されており、その上端がカウルロアパネル４１と、その後端及び下端がダッシュアッパーパネル４３とそれぞれ接合されている。

図７に示すように、上記エンジンルーム２５には、車両前後方向に延び且つ車幅方向に並ぶように設けられた左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３が配設されている。各フロントサイドフレーム５１，５３はそれぞれ概略矩形筒状に形成されており、その高さ位置（中心の高さ位置）は、ジェネレータ９の上端部とモータ５の下端部とが車両正面視で重なった部分の高さ位置とほぼ同じになっている。

車幅方向右側（右側）のフロントサイドフレーム５１の前端には、車両正面視で略矩形状のフランジ部５１ａが形成されている一方、車幅方向左側（左側）のフロントサイドフレーム５３の前端には、車両正面視で略台形状のフランジ部５３ａが形成されている。これらのフランジ部５１ａ，５３ａには、その上部と下部にそれぞれ２つずつボルト孔が形成されている。また、この左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３は、車幅方向に延びて上記ダッシュロアパネル３３と閉断面を形成するダッシュクロスメンバ５５（図５参照）により連結されている。

上記左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３の前端部には、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント２３がボルト５７及びナット５９（締結具）によって取り付けられている。より詳しくは、各フロントサイドフレーム５１，５３の前端には、衝突時の衝撃を吸収する左右一対のクラッシュカン６１，６３が、各クラッシュカンのフランジ部６１ａ，６３ａとフロントサイドフレームのフランジ部５１ａ，５３ａとを重ねた状態でボルト５７及びナット５９で締結されているとともに、各クラッシュカン６１，６３の前端に車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント２３の両端が支持されている。なお、各クラッシュカンのフランジ部６１ａ，６３ａには、各フロントサイドフレーム５１，５３のボルト孔に対応する位置にボルト孔が形成されている。

さらに、左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３の前端部には、これらフロントサイドフレーム５１，５３の間に車幅方向に延びるように前側車体側部材としてのパイプ製フロントクロスメンバ（クロスメンバ）６５が架設されている。フロントクロスメンバ６５の車幅方向両端部の下縁にはブラケット部材６７，６７が溶接されており、各ブラケット部材６７，６７には車両前後方向に延びるボルト孔が２つずつ形成されている。そして、フロントクロスメンバ６５は、各ブラケット部材６７，６７の２つのボルト孔と、各クラッシュカンのフランジ部６１ａ，６３ａの上側の２つのボルト孔と、各フロントサイドフレームのフランジ部５１ａ，５３ａの上側の２つのボルト孔とを位置合わせした状態で、上記ボルト５７及びナット５９で締結されることにより、上記バンパーレインフォースメント２３と共に、フロントサイドフレーム５１，５３の前端部に共締めされている。これにより、フロントクロスメンバ６５の車幅方向両端部の下端の高さ位置は、フロントサイドフレーム５１，５３の上面の高さ位置とほぼ同じになっている。

上記フロントクロスメンバ６５は、上記ブラケット部材６７，６７にそれぞれ溶接された車幅方向の両端部を結ぶように直線状に車幅方向に延びているのではなく、図４及び図７に示すように、上下方向及び車両前後方向に折れ曲がりながら車幅方向に延びている。具体的には、フロントクロスメンバ６５は、車幅方向の略中央部より右側では、エンジン３の点火プラグを交換する際の支障とならないように、該フロントクロスメンバ６５の両端部を結ぶラインよりも上方且つやや前方で車幅方向に延びている（上側に向かって略コ字状に突出している）一方、車幅方向の略中央部より左側では、後述するようにインバータ１１をその真下から支持できるように、該フロントクロスメンバ６５の両端部を結ぶラインよりも後方且つやや上方で車幅方向に延びている（車両後側に向かって略コ字状に突出している）。

また、上述の通り、フロントクロスメンバ６５はその車幅方向の略中央部より左側で重量の大きいインバータ１１を支持することから、フロントクロスメンバ６５の剛性を高めるために補強メンバ６９が備えられている。この補強メンバ６９は、フロントクロスメンバ６５の中間部分（車幅方向の両端部以外の部分）と左側のフロントサイドフレーム５３との間に架設されることにより、フロントクロスメンバ６５を補強するようになっている。具体的には、補強メンバ６９は、図８に示すように、左側のフロントサイドフレーム５３の前端部における車幅方向内側の面に右側に突出するように取り付けられたブラケット部材７１と、フロントクロスメンバ６５におけるインバータ１１の真下の部分（水平部６５ａ）に溶接されたブラケット部材７３とを連結するように、車幅方向内側に行くに従って上方に延びている。補強メンバ６９は、車幅方向左側の端部が水平面を形成するように鋭角に切断されていて、該水平面が左側のフロントサイドフレーム５３のブラケット部材７１の上面に溶接されている一方、車幅方向右側の端部が偏平に形成されていて、フロントクロスメンバ６５のブラケット部材７３にボルト締結されている。

一方、エンジンルーム２５の車両後側で且つ車幅方向左右両側（フロントサイドフレーム５１，５３の車幅方向外側）には、各前輪１７，１７を支持するサスペンションタワー２７，２８が配設されており、各サスペンションタワー２７，２８の上端部には上方に凸出する凸部２７ａ，２８ａが形成されている。これら凸部２７ａ，２８ａの上端の高さは、インバータ１１上面の高さとほぼ同じである。

左右のサスペンションタワー２７，２８の間に車幅方向に延びるようにパイプ製のサスペンションタワーバー２９が架設されている。このサスペンションタワーバー２９は、平面視で直線状かつ車両正面視で略ハット状に形成されていて、上記モータ５の上方で車幅方向に延びている。また、サスペンションタワーバー２９の車幅方向の両端部には、それぞれ円形開口７５ａ，７７ａが形成された取付部７５，７７が締結されている。サスペンションタワーバー２９は、これら開口７５ａ，７７ａに各サスペンションタワー２７，２８の凸部２７ａ，２８ａが嵌合されることで、左右のサスペンションタワー２７，２８の間に架設されている。

サスペンションタワーバー２９の中間部分（車幅方向の両端部以外の部分）は、サスペンションタワーバー２９よりも車両後方の後側車体側部材である上記カウルボックス３５に取り付けられている。より詳しくは、以下の通りである。

すなわち、図１０に示すように、サスペンションタワーバー２９の車幅方向の略中央部よりやや右側（エンジン３側）の部分には、断面コ字状の台座８７が溶接されている。この台座８７の上端には、断面Ｌ字状のブラケット部材８１がボルト締結されており、更にこのブラケット部材８１には、車両側方視で全体として略三角形状に形成されている取付部材７９が溶接されている（図９参照）。この取付部材７９は、図１０に示すように後方に延びる第１延出部７９ａと、第１延出部７９ａの後端から後方に行くに従って内側に延びる第２延出部７９ｂと、第２延出部７９ｂの後端から更に後方に延びる締結部７９ｃを有している。そして、図９に示すように、台座８７とブラケット部材８１とが、これらの間にカウルフロントパネル４５を挟んだ状態でボルト締結されるとともに、取付部材７９の締結部７９ｃがリブ４９にボルト締結されることにより、サスペンションタワーバー２９がカウルボックス３５に取り付けられている。

−ハイブリット自動車のインバータ配置構造−
以下、ハイブリット自動車１のインバータ１１配置構造について説明する。

上述のように、上記モータ５の前方且つ下方に上記ジェネレータ９がその一部が車両正面視で該モータ５と重なるように配設されることにより、ジェネレータ９の上方且つモータ５の前方に空間が形成されている。このように形成された空間を有効に活用するために、インバータ１１は、その上側部分（上記ＡＣ−ＤＣコンバータ１１ａ及びＤＣ−ＡＣコンバータ１１ｂが格納された下側部分１１ｃ以外の部分）１１ｄが下側部分１１ｃよりも車両後方に大きく突出している一方、その下側部分１１ｃの背面（車両後側の面）が上方に行くに従って車両後方になだらかに傾斜している。すなわち、インバータ１１は、全体として背面が上方に行くに従って車両後方に延びるように形成されており、これにより、ジェネレータ９の上方且つモータ５の前方の空間からモータ５の上方の空間にかけて該ジェネレータ９及び該モータ５を覆うように取り付けられている。

上記インバータ１１は、その前部が前側車体側部材であるフロントクロスメンバ６５に、その後部が上記サスペンションタワーバー２９に取り付けられている。

具体的には、インバータ１１の前部は、フロントクロスメンバ６５の左端及び中央にそれぞれ配設された左側台座８９及び右側台座９７の上に載置支持されている。上記左側台座８９は、車両側方視で概略ハット状をなしていて、その前側鍔部がブラケット部材９１を介してフロントクロスメンバ６５に、その後側鍔部が車両正面視で概略ハット状をなす台座９３を介して左側フロントサイドフレーム５３の上面に取り付けられているとともに、その中央部には車両正面視で概略Ｌ字状をなす締結部材９５を介してインバータ１１が取付固定されている。また、上記右側台座９７は、フロントクロスメンバ６５の車幅方向略中央部の屈曲部において、該フロントクロスメンバ６５のうちインバータ１１下方で車幅方向に延びる水平部６５ａ及びインバータ１１右側で上下方向に延びる上下部６５ｂに溶接されていて、その上面には車両正面視で概略Ｌ字状をなす締結部材９９を介してインバータ１１が取付固定されている。

一方、インバータ１１の後部は、サスペンションタワーバー２９の左端及び略中央に該サスペンションタワーバー２９から車両前側に延びるようにそれぞれ取り付けられたブラケット部材１０１，１０１に取付（吊下）支持されている。図８〜図１０に示すように、各ブラケット部材１０１，１０１は、車両側方視で概略Ｌ字状をなすブラケット本体１０１ｃと、該ブラケット本体１０１ｃの上面の車幅方向中央部で車両前後方向に延びる上側リブ１０１ａと、該ブラケット本体１０１ｃの下面の車幅方向両端部で車両前後方向に延びる２条の下側リブ１０１ｂ，１０１ｂとを有していて、ブラケット本体１０１ｃの背面がサスペンションタワーバー２９に溶接されているとともに、ブラケット本体１０１ｃの前端部に締結部材１０３を介してインバータ１１が取付固定されている。

以上のように、インバータ１１は、その前部及び後部がそれぞれ２点支持されている。

−ハイブリット自動車のエアクリーナ配置構造−
以下、ハイブリット自動車１のエアクリーナ２１配置構造について説明する。

図１２に示すように、上記エンジン３用のエアクリーナ２１は、フロントクロスメンバ６５におけるインバータ１１支持部（フロントクロスメンバ６５の左側部分）の右側に、インバータ１１と隣接するように支持されている。より詳しくは、以下の通りである。

すなわち、フロントクロスメンバ６５の右側部分は、上述の通り、上側に向かって略コ字状に突出しており、この突出部６５ｅは、該突出部６５ｅの車幅方向両側に上下方向に延びるようにそれぞれ配設された左右の上下部６５ｂ，６５ｄと、これら上下部６５ｂ，６５ｄの間に車幅方向に延びるように架設された水平部６５ｃとを備えている。

突出部６５ｅには、エアクリーナ２１支持用の支持部材１１１が配置されている。この支持部材１１１は、突出部６５ｅの上下部６５ｂと水平部６５ｃとの間に車両前側から後側に向かって下向きに傾斜するように架設された概略Ｌ字状のパイプ製サブメンバ６６を備えており、このサブメンバ６６は、突出部６５ｅの上下部６５ｂから右側に延びる水平部６６ａと、この水平部６６ａの右端から突出部６５ｅの水平部６５ｃまで斜め上側前方に延びる上下部６６ｂとを有している。

サブメンバ６６の水平部６６ａの右端、中央及び左端には、車両前側から後側に向かって下向きに傾斜するように取付板１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃがそれぞれ溶接固定されており、これらの取付板１０６ａ〜１０６ｃの上には、概略Ｌ字状のプレート１０７が載置支持されている。このプレート１０７は、取付板１０６ａ〜１０６ｃにボルト締結されており、この結果、プレート１０７を脱着することが可能となり、エンジン３（特に点火プラグを取り付けまたは取り外す際）のサービス性が向上する。そして、プレート１０７の上には、エアクリーナ２１が４つの防振マウント１０９，１０９，…を介して載置支持されている。

また、突出部６５ｅの上下部６５ｂと左側の取付板１０６ｃとの間、及びサブメンバ６６の上下部６６ｂと右側の取付板１０６ａとの間には、プレート１０７の支持剛性を向上させるため、概略Ｌ字状のガセット１０５，１０５がそれぞれ架設されており、これらのガセット１０５，１０５は、その突出部６５ｅ側及びサブメンバ６６側が溶接で、その取付板側がボルトで取り付けられている。

（効果）
本実施形態よれば、左右一対のサスペンションタワー２７，２８の間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバー２９を備えることから、車体の剛性を向上させることができる。また、インバータ１１の前部がフロントクロスメンバ６５に取り付けられているのみならず、インバータ１１の後部がサスペンションタワーバー２９に取り付けられていることから、インバータ１１を強固に支持することができる。したがって、車体剛性を向上させるとともに、インバータ１１支持剛性を向上させることができる。

また、サスペンションタワーバー２９の中間部分が、該サスペンションタワーバー２９よりも車両後方のカウルボックス３５に取り付けられていることから、サスペンションタワーバー２９を左右一対のサスペンションタワー２７，２８だけに取り付けている構造に比べて、サスペンションタワーバー２９のインバータ１１支持剛性を一層向上させることができる。

さらに、カウルボックス３５の内部にリブ４９が形成されていることから、カウルボックス３５の剛性を向上させることができる。これにより、その中間部分が該リブ４９に連結されているサスペンションタワーバー２９のインバータ１１支持剛性をより一層向上させることができる。

また、サスペンションタワーバー２９の下方にモータ５が配設されているとともに、該モータ５の前方且つ下方にジェネレータ９がその一部が車両正面視で該モータ５と重なるように配設されていることから、モータ５とジェネレータ９とを単に上下に配置した場合に比べて、これらの全高を抑えてモータ５の上方に空間を確保することができるとともに、ジェネレータ９の上方且つモータ５の前方に空間を確保することができる。したがって、スペースの制約されたエンジンルーム２５内に、インバータ１１を容易にレイアウトすることができる。

さらに、フロントクロスメンバ６５が左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３の間に車幅方向に延びるように架設されていることから、車体剛性を向上させることができる。また、該フロントクロスメンバ６５に、インバータ１１に加えてエンジン３用のエアクリーナ２１を取り付けていることから、該エアクリーナ２１の取付用の部材を別途設ける必要がないので、部品点数を削減することができる。

また、フロントクロスメンバ６５がバンパーレインフォースメント２３と共に、ボルト５７及びナット５９によってフロントサイドフレーム５１，５３の前端部に共締めされていることから、フロントクロスメンバ６５を取り付ける際の作業性が向上する。

さらに、フロントクロスメンバ６５の中間部分と左側のフロントサイドフレーム５３との間に補強メンバ６９を架設するだけの簡単な構造でフロントクロスメンバ６５の剛性を向上させることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、使用燃料としてガソリンと水素とを切換え可能になっているが、これに限らず、例えば水素の代わりに天然ガスを採用してもよいし、ガソリンの代わりに軽油を採用するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、シリーズハイブリッド自動車１としてデュアルフューエルエンジン３を搭載した自動車１を採用しているが、これに限らず、例えば、ガソリンエンジンを搭載した自動車としてもよい。

さらに、上記実施形態では、上記カウルボックス３５のリブ４９を、上記開口４７と干渉しないように、エンジンルーム２５における右側（エンジン３側）に形成したが、これに限らず、例えば、サスペンションタワーバー２９のインバータ１１取付部（ブラケット部材１０１）と車幅方向に関し略同じ位置に形成してもよい。このようにすれば、リブ４９がサスペンションタワーバー２９のインバータ１１取付部と車幅方向に関し略同じ位置に形成されていることから、サスペンションタワーバー２９に発生する曲げモーメントをアーム長さを短くすることで低減することができる。これにより、サスペンションタワーバー２９に大きな曲げ応力が発生することが抑制されるので、サスペンションタワーバー２９の強度上の信頼性を向上させることができる。さらに、この場合には、サスペンションタワーバー２９をカウルボックス３５に取り付ける上記取付部材７９を、ブラケット部材１０１とリブ４９とを車両前後方向で直線的に結ぶように形成するのが望ましい。

また、上記実施形態では、フロントクロスメンバ６５を左右一対のフロントサイドフレーム５１，５３の間に架設したが、インバータ１１の前側を支持できるのであれば、車体前側のどこに設けてもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造等について有用である。

本発明の実施形態に係るフロントエンジン・フロントドライブタイプのハイブリッド自動車の概略構成図である。 自動車のエンジンルームを左斜め前方から見た斜視図である。 エンジンルームからインバータやエアクリーナやバンパーレインフォースメント等を取り外した図２に相当する斜視図である。 自動車のエンジンルームを正面且つやや上方から見た斜視図である。 図２のV−V線断面図である。 図３のVI−VI線断面図である。 インバータやエアクリーナを取り外したエンジンルームの平面図である。 インバータ及びエアクリーナを後方から見た斜視図である。 サスペンションタワーバーのカウルボックスへの取付状態を示す斜視図である。 インバータ及びエアクリーナを左斜め上方から見た斜視図である。 パワーユニットを左斜め後方から見た斜視図である。 インバータ及びエアクリーナを右斜め前方から見た斜視図である。

符号の説明

１ ハイブリット車両
３ デュアルフューエルエンジン（エンジン）
５ モータ
９ ジェネレータ
１１ インバータ
２１ エアクリーナ
２３ バンパーレインフォースメント
２５ エンジンルーム
２７ 右側のサスペンションタワー
２８ 左側のサスペンションタワー
２９ サスペンションタワーバー
３５ カウルボックス（後側車体側部材）
４９ リブ（節部材）
５１ 右側のフロントサイドフレーム
５３ 左側のフロントサイドフレーム
５７ ボルト（締結具）
５９ ナット（締結具）
６５ フロントクロスメンバ（クロスメンバ）
６９ 補強メンバ

Claims (8)

1. 車両前部のエンジンルームにインバータを取り付けるハイブリット自動車のインバータ取付構造であって、
   上記エンジンルームの車幅方向両側にそれぞれ配設された左右一対のサスペンションタワーの間に車幅方向に延びるように架設されたサスペンションタワーバーを備えており、
   上記インバータは、その前部が前側車体側部材に、その後部が上記サスペンションタワーバーに取り付けられていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
2. 請求項１記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記サスペンションタワーバーの中間部分は、該サスペンションタワーバーよりも車両後方の後側車体側部材に取り付けられていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
3. 請求項２記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記後側車体側部材は、車幅方向に延びるカウルボックスであり、
   上記カウルボックスには、その内部を車幅方向に仕切る節部材が形成されており、
   上記サスペンションタワーバーの中間部分は、上記節部材に連結されていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
4. 請求項３記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記節部材は、上記サスペンションタワーバーのインバータ取付部と車幅方向に関し略同じ位置に形成されていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記エンジンルームには、上記サスペンションタワーバーの下方にモータが配設されているとともに、該モータの前方且つ下方にジェネレータがその一部が正面視で該モータと重なるように配設されており、
   上記インバータは、上記ジェネレータの上方且つ上記モータの前方の空間から上記モータの上方の空間にかけて該ジェネレータ及び該モータを覆うように取り付けられていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記前側車体側部材は、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームの間に車幅方向に延びるように架設されたクロスメンバであり、
   上記クロスメンバには、上記インバータに対し車幅方向に隣接するエンジン用のエアクリーナが取り付けられていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
7. 請求項６記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記クロスメンバは、バンパーレインフォースメントと共に、締結具によって上記フロントサイドフレームの前端部に共締めされていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。
8. 請求項６又は７記載のハイブリット自動車のインバータ取付構造において、
   上記クロスメンバの中間部分と上記フロントサイドフレームとの間に架設された上記クロスメンバ補強用の補強メンバをさらに備えていることを特徴とするハイブリット自動車のインバータ取付構造。

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