JP7435313B2

JP7435313B2 - 車両

Info

Publication number: JP7435313B2
Application number: JP2020113719A
Authority: JP
Inventors: 洋田中; 聡士上野; 晶博古川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: CN113879108A; CN113879108B; EP3932730A1; US20220001734A1; JP2022012127A

Description

本発明は、車両に関し、特に車両走行用の駆動源であるモータとインバータとの間を接続するワイヤーハーネスの配策構造に関する。

近年、環境負荷の低減などを目的として、車両走行用の駆動源としてエンジンに加えてモータを備えたハイブリッド型の車両が普及してきている。

特許文献１には、走行用の駆動源としてエンジンおよびモータを備えた自動車が開示されている。特許文献１に開示の自動車では、走行用の駆動源として備えるエンジンおよびモータがともにフロントエリアに搭載されている。

特許文献１に開示の自動車では、エンジンで走行するエンジン駆動モードと、モータで走行するモータ駆動モードとが切り替え可能となっている。運転者によりモータ駆動モードが選択された場合には、モータの駆動により自動車の走行がなされる。

一方、運転者がエンジン駆動モードを選択した場合には、自動車の発進の際にはモータによるトルクアシストがなされ、所定車速以上でエンジンの駆動による自動車の走行がなされる。

特開２０１９－１６２９６４号公報

ところで、上記のようなハイブリッド型の車両においても、車両運動性能の更なる向上が求められている。車両の運動性能を高めようとする場合には、エンジンとモータとをユニット化して車両の中央に近い領域に配置することが有効である。このようにエンジンとモータとをユニット化した上で上記のような領域に配置することで、車両が旋回し易くなり車両運動性能の向上を図ることができる。

ここで、ハイブリッド型の車両において、モータの電源はバッテリである。バッテリは、直流電流を出力するが、車両走行用の駆動源として用いられるモータの多くは交流電流により駆動する。このため、バッテリとモータとの間には、直流電流を交流電流に変換するインバータが介挿される。

従来のハイブリッド型の車両においては、インバータをモータの上に固定した構造が採用されることが多かった。これは、モータとインバータとの間の距離を短くし、モータとインバータとの間の接続配線であるバスバーの長さをできるだけ短くしようとするためである。

しかしながら、エンジンとモータとをユニット化してなる駆動ユニットを採用する車両において、モータの上など駆動ユニットに対して直にインバータを固定することはできるだけ避けることが望ましい。これは、エンジンとモータとを有する駆動ユニットを採用する車両において、仮にインバータをモータの上に固定した場合には、エンジンの駆動時に生じる振動が直接インバータに伝わる。この振動によりインバータの電気部品がダメージを受け、場合によっては故障の原因となることが考えられるからである。

なお、振動に対して強い部品を用いてインバータを構成すれば、モータの上にインバータを固定する構造を採用してもインバータの故障を回避できるとも考えられるが、インバータの製造コストの上昇を招くことになり、このような構造を採用することは難しい。

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、エンジンとモータとのユニット化を図りながら、製造コストの上昇を抑制しつつインバータの故障を抑制することができる車両を提供することを目的とする。

本発明者等は、駆動ユニットから離間させてインバータを配置してなる構造を考えた。このように、インバータを駆動ユニットから離間させて配置することにより、エンジンの駆動時に生じる振動が直接インバータに伝わらず、高額な電気部品を用いたインバータを採用することなく、インバータの故障を抑制することができる。よって、製造コストの上昇を抑えながら、インバータの故障を抑制することができると考えられる。

しかしながら、インバータを駆動ユニットから離間させた場合には、インバータとモータとの間の距離が長くなり、その分だけインバータとモータとを接続する接続配線の配線長も長くする必要がある。上記のように、バスバーによりインバータとモータとの間の接続を行う構造を採用する従来技術では、上記のように配線長が長くなった場合に、エンジンの振動時にバスバーに作用する応力が増加してしまう。このようなインバータを駆動ユニットから離間させて配置した場合の接続配線の損傷を防ごうとする場合には、断面積を大きくしたり高強度の材料を用いたりするなどバスバーを強固なものとすることが考えられるが、この場合には製造コストの増加や重量の増加を招いてしまうことになる。

そこで、本発明の一態様に係る車両は、互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有した、車両走行用の駆動源である駆動ユニットと、前記駆動ユニットの出力軸に連結され、駆動力を駆動輪に伝達するためのシャフトと、前記シャフトの周囲を覆うカバー部材と、直流電流を交流電流に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力ターミナルと前記モータの入力ターミナルとを電気接続する接続配線と、を備え、前記カバー部材および前記インバータは、フロアパネルに形成されたフロアトンネルの内部空間内に収容されており、前記インバータは、前記駆動ユニットから離間して配置され、且つ、前記カバー部材に対して上方に離間した状態で当該カバー部材の長手方向に沿って配置されるように、前記フロアトンネルに対してブラケットを介して取り付けられており、前記接続配線は、可撓性を有するとともに、前記インバータの出力ターミナルと前記モータの入力ターミナルとの間の直線距離よりも長い配線長を有するワイヤーハーネスで形成されている。

上記態様に係る車両では、エンジンとモータとがユニット化されてなる駆動ユニットを備えるので、エンジンとモータとがユニット化されていない場合に比べて駆動源の小型化が可能であり、車両の中央またはその近傍に駆動ユニットを配置することが可能である。よって、上記態様に係る車両では、車両運動性能の向上を図ることが可能となる。

また、上記態様に係る車両では、インバータを駆動ユニットから離間させて配置しているので、エンジンの駆動時に発生する振動がインバータに影響を及ぼすのを抑制することができる。よって、上記態様に係る車両では、エンジンの駆動時における振動に起因したインバータの故障を抑制することができる。

また、上記態様に係る車両では、インバータとモータとの接続を、バスバーではなく可撓性を有するワイヤーハーネスを用いるとともに、ワイヤーハーネスの配線長をインバータの出力ターミナルとモータの入力ターミナルとの間の直線距離よりも長くしているので、エンジンの駆動時に振動が発生しても、当該ワイヤーハーネスに大きな応力が作用するのを抑制することができる。即ち、インバータとモータとの間を、可撓性を有するワイヤーハーネスを用い、且つ、配線長が上記直線距離よりも長いワイヤーハーネスを撓ませて配策することで、仮にワイヤーハーネスに振動が加わったとしても緩衝が可能であり、コストの上昇を抑えながら振動によるワイヤーハーネスの損傷を抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、インバータをカバー部材からも離間させて配置するので、エンジンの駆動時に生じる振動がカバー部材を介してインバータに伝達されるのを更に抑制することができる。即ち、シャフトの周囲を覆うように設けられるカバー部材にもエンジンの振動が伝達されるが、インバータをカバー部材から離間させて配置することで、エンジンの駆動時に生じる振動がカバー部材を介してインバータに伝達されるのを抑制することができる。
さらに、上記態様に係る車両では、フロアトンネルにインバータを取り付けることとしているので、エンジンの駆動時における振動が車体を介してインバータへ伝達されるのを効果的に抑制することができる。即ち、フロアトンネルは、車体の剛性を補強するために設けられた高剛性な部位であるので、当該部位にインバータを取り付けることにより、エンジンの駆動による振動をインバータに伝わりにくくすることができる。

上記態様に係る車両において、前記駆動ユニットは、車体における前記インバータから離間した箇所に対して取り付けられている、ことにしてもよい。

上記のように、駆動ユニットを、車体におけるインバータの取付箇所から離間させる、言い換えると、インバータの取付箇所を駆動ユニットから離間させることにより、車体の取付箇所を介してのエンジンからインバータへの振動の伝達が抑制される。よって、上記構成を採用する場合には、エンジンの駆動時における振動に起因するインバータの損傷を抑制するのに更に有効である。

上記態様に係る車両において、前記接続配線は、前記フロアトンネル内で配策されている、ことにしてもよい。

上記のように、接続配線をフロアトンネル内で配策するようにすれば、接続配線が車室に露出せず、車室を狭めてしまうのを抑制することができる。

上記態様に係る車両において、前記エンジンと前記モータとが隣接する方向の一方から前記エンジンと前記接続配線とを見る場合に、前記接続配線は、前記エンジンの外周よりも内側に収まるように配策されている、ことにしてもよい。

上記のように、エンジンの外周よりも内側に収まるように接続配線を配策することにより、フロアトンネルの断面サイズの大型化を抑制しながら、接続配線をフロアトンネル内に収めることが可能となる。

上記態様に係る車両において、前記シャフトの延伸方向に交差する方向の外側から前記カバー部材と前記接続配線とを見る場合に、前記接続配線は、前記カバー部材の上の所定領域を迂回するように湾曲して配策されている、ことにしてもよい。

上記のように、接続配線を、カバー部材の上の所定領域を迂回するように湾曲して配策されてなる構成を採用する場合には、当該所定領域に別部材を取り付けることが可能となり、スペースの有効利用が可能となる。よって、駆動ユニットおよびその付帯部品からなるセット構成の小型化に有効である。

上記態様に係る車両において、前記所定領域には、前記モータを冷却するための部材であるモータ冷却用部材が取り付けられている、ことにしてもよい。

上記のように、上記所定領域にモータ冷却用部材を取り付けることとすれば、スペースの有効利用が可能となる。

上記態様に係る車両において、前記モータを冷却するためのオイルの経路であるモータ冷却オイル経路と、前記モータ冷却オイル経路を流れる前記オイルよりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する循環経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記オイルと前記沸騰冷却用冷媒とが熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器と、を更に備え、前記モータ冷却用部材は、前記沸騰冷却器の前記凝縮部である、ことにしてもよい。

上記のように、沸騰冷却器をモータに取り付けることにより、モータの駆動時に発生する熱を効果的に冷却することが可能となる。よって、上記構成を採用する場合には、モータを高出力駆動したり、長時間継続駆動したりしても、モータを適温に維持することが可能となる。

上記態様に係る車両において、前記凝縮部は、前記カバー部材に対して、前記車両の上下方向の上側に取り付けられている、ことにしてもよい。

上記のように、沸騰冷却器の凝縮部をカバー部材の上側に取り付ける構成を採用すれば、凝縮部から排出される熱がカバー部材を介してモータなどに伝達されるのを抑制することができる。即ち、仮に凝縮部をカバー部材の下側に取り付けた場合には、凝縮部から排出された熱がカバー部材に伝達されることが考えられえる。この場合には、凝縮部から排出された熱が、カバー部材を介してモータに伝達されることになる。

これに対して、上記のように凝縮部をカバー部材の上側に取り付けることとすれば、凝縮部から排出された熱がカバー部材を介してモータに伝達されるのを抑制することができる。

上記態様に係る車両において、前記接続配線は、複数設けられているとともに、前記接続配線のそれぞれの一端が前記出力ターミナルにおける複数の第１接続部に接続されており、前記接続配線のそれぞれの他端が前記入力ターミナルにおける複数の第２接続部に接続されており、前記複数の第１接続部を通る第１仮想直線と、前記複数の第２接続部を通る第２仮想直線とを仮定する場合に、前記シャフトの延伸方向に交差する方向の外側から前記出力ターミナルと前記入力ターミナルとを見る場合に、前記第１仮想直線および前記第２仮想直線の少なくとも一方は、前記シャフトの前記延伸方向に対して斜め方向に延びる、ことにしてもよい。

上記のように、上記第１仮想直線および第２仮想直線の少なくとも一方がシャフトの延伸方向に対して斜め方向に延びるよう複数の第１接続部および／または複数の第２接続部を配置すれば、接続配線同士がカバー部材の断面方向に重なるのを抑制することが可能となる。よって、接続配線をカバー部材の表面に沿って配策でき、カバー部材の断面方向への突出などを抑制することができる。

上記態様に係る車両において、前記エンジンは、ロータリーエンジンである、ことにしてもよい。

上記のように、ロータリーエンジンを採用する場合には、高回転時に振動が発生するが、上記のような接続配線を採用することにより、エンジンの駆動時における振動に起因するインバータおよび接続配線の損傷を抑制することができる。

上記の各態様に係る車両では、エンジンとモータとのユニット化を図りながら、製造コストの上昇を抑制しつつインバータの故障を抑制することができる。

実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。車両における駆動ユニットの搭載位置を示す模式図である。駆動ユニットの構成を示す斜視図である。駆動ユニットの構成を示す斜視図である。沸騰冷却器の配置を示す斜視図である。モータの冷却に係る構成を示す模式図である。駆動ユニットよりも後方の構成を示す斜視図である。インバータの配置形態を示す側面図である。インバータの配置形態を示す断面図である。ワイヤーハーネスの配策構造を示す側面図である。ワイヤーハーネスの配策構造を示す平面図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

また、以下の説明で用いる図面において、「Ｆ」は車両前方、「Ｒ」は車両後方、「Ｕ」は車両上方、「Ｌ」は車両下方、「Ｌｅ」は車両左方、「Ｒｉ」は車両右方をそれぞれ示す。

［実施形態］
１．車両１の概略構成
本実施形態に係る車両１の概略構成について、図１を用いて説明する。

図1に示すように、車両１では、当該車両１を駆動するための駆動ユニット１０が、フロントエリア１ａにおける後方側部分に搭載されている。駆動ユニット１０は、エンジン１１～１３とモータ１４とを有する。駆動ユニット１０の詳細な構造については、後述する。

駆動ユニット１０の出力軸には、プロペラシャフト１５が接続されている。プロペラシャフト１５は、駆動ユニット１０からの駆動力を駆動輪である後輪２０，２１に伝達するための「シャフト」である。プロペラシャフト１５は、車両１の車幅方向中央を後方側に向けて延びている。プロペラシャフト１５の後端は、トランスミッション１６に接続されている。

トランスミッション１６には、デファレンシャルギヤ１７が接続されている。そして、デファレンシャルギヤ１７の車幅方向左右には、ドライブシャフト１８，１９がそれぞれ接続されている。ドライブシャフト１８，１９は、それぞれ後輪２０，２１に接続されている。即ち、本実施形態に係る車両１では、フロントエリア１ａに搭載された駆動ユニット１０が発生する駆動力により後輪２０，２１を駆動して走行する。

また、車両１においては、前輪２２，２３のそれぞれに対して、モータ２４，２５が接続されている。詳細な図示を省略しているが、モータ２４，２５は、所謂、インホイールモータである。モータ２４，２５は、車両１の発進時に動力を発生して前輪２２，２３に伝えるアシストモータとして機能する。また、モータ２４，２５は、車両１の減速時に発電する回生ブレーキとしても機能する。そして、車両１の減速時にモータ２４，２５で発生した電力は、キャパシタ２８等に充電される。

車両１には、バッテリ２６およびインバータ２７も搭載されている。バッテリ２６は、駆動ユニット１０のモータ１４に対して電力を供給するための蓄電モジュールである。インバータ２７は、バッテリ２６から供給された直流電流を交流電流に変換する電力変換モジュールである。

ここで、本実施形態に係る車両１では、駆動ユニット１０の駆動モードとして、エンジン駆動モードとモータ駆動モードとを備える。エンジン駆動モードは、エンジン１１～１３から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。モータ駆動モードは、モータ１４から出力される駆動力で後輪２０，２１を駆動して走行するモードである。

なお、車両１では、エンジン駆動モードで駆動の際にはモータ１４は駆動力を発生させず、モータ駆動モードで駆動の際にはエンジン１１～１３は駆動力を発生させないように構成している。

車両１において、エンジン駆動モードとモータ駆動モードとの切替制御は、駆動モード制御部２９が行う。駆動モード制御部２９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。駆動モード制御部２９は、運転者からの指示や、車両１の状況（車速、加減速度、バッテリ残容量）などを基に駆動モードの制御を実行する。

２．駆動ユニット１０の搭載位置
車両１における駆動ユニット１０の搭載位置について、図２を用いて説明する。

上述のように、車両１では、駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分に搭載されている。具体的には、駆動ユニット１０の重心Ａｘ１０が、前輪２２，２３（図２では、前輪２３のみを図示）の回転中心Ａｘ２３よりも後方側に位置するように駆動ユニット１０が搭載されている。また、駆動ユニット１０は、重心Ａｘ１０が前輪２２，２３の回転中心Ａｘ２３よりも下方側に位置するように搭載されている。

即ち、車両１においては、重量物である駆動ユニット１０をコンパクト化することによって、当該駆動ユニット１０がフロントエリア１ａの後方側部分であって、ボンネット３０と間隔を空けた下方側に搭載されている。これにより、車両１の重心位置Ａｘ１を車両１の長手方向の略中央の低い箇所とすることができる。

３．駆動ユニット１０およびその周辺の構成
駆動ユニット１０の詳細構成およびその周辺の構成について、図３から図５を用いて説明する。

図３および図４に示すように、駆動ユニット１０が有するエンジン１１～１３は、一例としてロータリーピストンを有するロータリーエンジンである。車両１において、エンジン１１～１３としてロータリーエンジンを採用することにより、駆動ユニット１０の小型化を図るのに優位である。なお、詳細な図示を省略しているが、駆動ユニット１０は、フロントサブフレームに対してマウントを介して固定されている。フロントサブームは、「車体の第１箇所」に該当し、フロントエリア１ａの下部において、左右に配されたフロントサイドフレームの間に架設された車体の一部である。

図４に示すように、エンジン１１～１３の下方には、オイルパン３８が配設されている。オイルパン３８は、車両前後方向および車幅方向の寸法に対して、高さ方向の寸法が小さい扁平形状を有する。これにより、駆動ユニット１０の高さを低く抑えるのに優位である。

上記のように、本実施形態に係る車両１においては、オイルパン３８が扁平形状を有するため、エンジンオイルの収容容量が少ない。このため、エンジン１１～１３を流通したエンジンオイルを集めることが主な機能である。よって、駆動ユニット１０の側方には、オイルパン３８で集められたエンジンオイルを貯留するためのオイルタンク３５が設けられている。

図３および図４に示すように、駆動ユニット１０の前方には、ラジエータ３１およびオイルクーラ３２が配設されている。ラジエータ３１は、エンジン１１～１３の熱により高温となった冷却水を冷却するためのデバイスであり、後方側にラジエータファン３１ａを有する。

オイルクーラ３２は、ラジエータ３１の後方に配置され、ラジエータ３１に沿うように配設されている。オイルクーラ３２の平面サイズは、ラジエータ３１よりも小型である。

エンジン１１～１３とラジエータ３１との間は、配管３６，３７により接続されている。配管３７とエンジン１１～１３との接続部分には、ウォーターポンプ３４が設けられている。

オイルクーラ３２、エンジン１１～１３、オイルタンク３５、およびオイルパン３８の相互間は、配管３９～４１等で接続されている。配管４１とエンジン１１～１３との接続部分には、オイルポンプ３３が設けられている。

駆動ユニット１０におけるモータ１４は、エンジン１３の後方に隣接して配置されている。エンジン１１～１３とモータ１４とは出力軸を共有する直結構造となっている。車両１の上下方向および車幅方向において、モータ１４の外観サイズは、エンジン１１～１３よりも小さく形成されている。

図３から図５に示すように、モータ１４の側部ハウジング１４ｂには、２つの熱交換器４２，４３が取り付けられている。熱交換器４２，４３は、ともに車幅方向左側に配置されている。また、熱交換器４３は、熱交換器４２に対して上方に離間した状態でモータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられている。そして、熱交換器４２，４３は、モータ１４の後部ハウジング１４ａよりも前方に収まるように配置されている。換言すると、熱交換器４２および熱交換器４３は、車両１の前後方向において、モータ１４の側部ハウジング１４ｂで収まるように配置されている。

また、熱交換器４２および熱交換器４３のそれぞれは、高さ方向の寸法が長さ方向の寸法および幅方向の寸法に比べて小さい扁平な外観形状を有する。このように、扁平な外観形状を有する熱交換器４２および熱交換器４３を採用することにより、駆動ユニット１０に対して熱交換器４２，４３が取り付けられてなるセット構成のサイズを小型化するのに優位である。

図５に示すように、モータ１４の後部ハウジング１４ａは、後端側の端面がトルクチューブ４７で覆われている。トルクチューブ４７は、「カバー部材」に該当する。そして、モータ１４の側部ハウジング１４ｂからトルクチューブ４７の前方側部分までにかけての領域には、沸騰冷却器４４が設けられている。沸騰冷却器４４は、沸騰部４４ａ、凝縮部４４ｂ、配管４４ｃ、および沸騰冷却器ファン４４ｄを有する。沸騰冷却器４４の配管４４ｃには、モータ１４の冷却用オイルよりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が充填されている。

沸騰部４４ａは、モータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられており、沸騰冷却用冷媒とモータ１４の冷却用オイル（モータ冷却オイル）との間で熱交換する部分である。

凝縮部４４ｂは、モータ１４よりも後方側に配されたトルクチューブ４７の前方側部分に取り付けられている。凝縮部４４ｂは、沸騰部４４ａでの熱交換により沸騰した（蒸発した）沸騰冷却用冷媒を凝縮させる部分である。配管４４ｃは、沸騰部４４ａと凝縮部４４ｂとの間での沸騰冷却用冷媒の循環経路である。沸騰冷却器ファン４４ｄは、凝縮部４４ｂに送風することで沸騰冷却用冷媒の凝縮を促進するための部分である。

沸騰冷却器４４において、沸騰冷却器ファン４４ｄは、凝縮部４４ｂの下方に隣接配置されている。そして、沸騰冷却器ファン４４ｄからは、上方に向けて送風される。沸騰冷却器４４の凝縮部４４ｂおよび沸騰冷却器ファン４４ｄをモータ１４よりも後方のトルクチューブ４７に取り付けることにより、凝縮部４４ｂを通過して暖まった空気が再びモータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂに吹きかけられるのを防ぐことができる。よって、モータ１４を適温に維持するのに有効である。

なお、詳細な図示を省略しているが、モータ１４のハウジング１４ａ，１４ｂ内には、モータ１４を冷却するためのモータ冷却オイルが通流する経路、および当該経路の切替を行うオイルコントロールバルブが設けられている。

４．モータ１４の冷却構成
駆動ユニット１０におけるモータ１４の冷却構成について、図６を用いて説明する。

図６に示すように、モータ１４は、ハウジング１４ａ，１４ｂ（図６では、側部ハウジング１４ｂのみを図示）と、ロータ・ステータ１４ｃと、オイルパン１４ｄとを有する。ハウジング１４ａ，１４ｂの上部には、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２が接続されている。

モータ駆動モードの実行時において、モータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ２２，ＬＮ３１，ＬＮ３２の何れかからロータ・ステータ１４ｃを冷却してオイルパン１４ｄに流れる。オイルパン１４ｄで受けられたモータ冷却オイルは、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３を通りモータ１４用のオイルポンプ５０に送られる。なお、モータ冷却オイル経路ＬＮ３３には、プレッシャーリリーフバルブ５１も接続されている。

モータ冷却オイルは、オイルポンプ５０からモータ冷却オイル経路ＬＮ３４を通りオイルコントロールバルブ４６に送られる。オイルコントロールバルブ４６は、モータ冷却オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ２１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ２２の何れか一方に切り替えるバルブである。

モータ冷却オイル経路ＬＮ２１は、オイルコントロールバルブ４５に接続されている。オイルコントロールバルブ４５は、モータ冷却オイルの導出経路をモータ冷却オイル経路ＬＮ１１またはモータ冷却オイル経路ＬＮ１２の何れか一方に切り替えるバルブである。

モータ冷却オイル経路ＬＮ１１は、熱交換器４２を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３１に接続されている。モータ冷却オイル経路ＬＮ１２は、熱交換器４３を介してモータ冷却オイル経路ＬＮ３２に接続されている。

エンジンオイルの循環経路において、オイルポンプ３３から導出されたエンジンオイルは、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４１から熱交換器４２を介してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２へと流れる。熱交換器４２を経由してエンジン冷却オイル経路ＬＮ４２に流れたエンジンオイルは、エキセントリックシャフトへと送られる。そして、ロータを潤滑・冷却する。

また、エンジン冷却オイル経路ＬＮ４２に送られたエンジンオイルの一部は、エンジン１１～１３の燃焼室に噴射され、ハウジング、アペックスシール、およびサイドシールを潤滑・冷却する。

熱交換器４２では、モータ冷却オイルとエンジンオイルとの間で熱交換可能となっている。即ち、モータ駆動モードの実行時においては、モータ１４で発生した熱をエンジンオイルへと伝達して冷却するとともに、エンジンオイルを昇温することができるようになっている。よって、車両１では、モータ駆動モードの実行時において、エンジンオイルの循環経路を共用してモータ１４の冷却ができるとともに、燃料が燃焼室に供給されていない状態でのエンジン１１～１３の暖気を行うこともできる。これより、駆動ユニット１０の冷却系統の小型化を図ることができるとともに、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。

エンジン１１～１３の冷却水の循環経路において、エンジン１１～１３の高圧ウォータージャケットから導出された冷却水は、エンジン冷却水経路ＬＮ４３から熱交換器４３を介してエンジン冷却水経路ＬＮ４４に送られる。熱交換器４３を経由してエンジン冷却水経路ＬＮ４４へと流れた冷却水は、エンジン１１～１３の低圧ウォータージャケットに導入される。

熱交換器４３では、モータ冷却オイルとエンジン冷却用の冷却水との間で熱交換可能となっている。これによっても、モータ駆動モードの実行時において、モータ１４で発生した熱を冷却水へと伝達して冷却するとともに、冷却水を昇温することができるようになっている。よって、駆動ユニット１０の冷却系統の小型化を図ることができるとともに、エンジン駆動モードに移行した際のエンジン効率の向上を図ることができる。なお、熱交換器４３でモータ冷却オイルの熱を冷却水に伝達する冷却系統を用いる場合では、熱交換器４２でモータ冷却オイルの熱をエンジンオイルに伝達する冷却系統を用いる場合よりも高い冷却性能を得ることができる。これは、冷却水の冷却のためのラジエータ３１がオイルクーラ３２よりも大型であることに加えて、ラジエータ３１にはラジエータファン３１ａを有することによるものである。

モータ１４のオイルパン１４ｄには、沸騰冷却器４４の沸騰部４４ａが配設されている。ここで、図５を用いて説明したように、沸騰部４４ａは、その外殻がモータ１４の側部ハウジング１４ｂに取り付けられているが、配管４４ｃに充填された沸騰冷却用冷媒がオイルパン１４ｄ内のモータ冷却オイルと熱交換可能となっている。

また、車両１においては、バルブ制御部５２およびエンジン水温センサ５３も備える。エンジン水温センサ５３は、例えば、エンジン１３とラジエータ３１との間の配管３６に設けられている。バルブ制御部５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロプロセッサを備えて構成されている。バルブ制御部５２は、エンジン水温センサ５３と信号線ＳＬ１で接続され、オイルコントロールバルブ４５，４６のそれぞれと信号線ＳＬ２，ＳＬ３で接続され、沸騰冷却器４４の沸騰冷却器ファン４４ｄと信号線ＳＬ４で接続されている。

５．バルブ制御部５２が実行するモータ１４の冷却制御方法
バルブ制御部５２は、モータ駆動モードの実行時において（モータ１４の駆動力により車両１が走行している場合において）、エンジン水温センサ５３からのエンジン水温に関する情報を基に、オイルコントロールバルブ４５，４６の切替制御および沸騰冷却器ファン４４ｄの駆動制御を実行する。具体的には、次のように制御を行う。

（１）エンジン水温が第１閾値（例えば、４０℃）未満の場合
エンジン水温が第１閾値未満の場合には、バルブ制御部５２は、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する。なお、沸騰冷却器ファン４４ｄは停止した状態とする。

（２）エンジン水温が第１閾値以上第２閾値（例えば、８０℃）未満の場合
エンジン水温が第１閾値以上第２閾値未満の場合には、バルブ制御部５２は、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御し、モータ冷却オイル経路ＬＮ２１とモータ冷却オイル経路ＬＮ１２とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４５を切替制御する。そして、バルブ制御部５２は、沸騰冷却器ファン４４ｄを駆動させる。

（３）エンジン水温が第２閾値以上の場合
エンジン水温が第２閾値以上の場合には、バルブ制御部５２は、モータ冷却オイル経路ＬＮ３４とモータ冷却オイル経路ＬＮ２１とが接続されるようにオイルコントロールバルブ４６を切替制御する。そして、バルブ制御部５２は、沸騰冷却器ファン４４ｄの駆動状態を維持させる。

６．インバータ２７の配置
車両１におけるインバータ２７の配置形態について、図７から図９を用いて説明する。

図７に示すように、駆動ユニット１０におけるモータ１４の後方に設けられたトルクチューブ４７は、フロアパネル（車体）におけるフロアトンネル４８の内部空間（下方空間）４８ａに収容されている。フロアトンネル４８は、フロントエリア１ａと車室とを区画するダッシュパネル（図示を省略）の後方に設けられた部位であって、フロアパネルを補強するための部位として設けられている。

なお、沸騰冷却器４４の凝縮部４４ｂをはじめとする各部もフロアトンネル４８の内部空間４８ａに収容されている。

図８に示すように、インバータ２７は、フロアトンネル４８の内部空間４８ａにおいて、トルクチューブ４７の上方に配置されている。インバータ２７は、トルクチューブ４７の上方において、当該トルクチューブ４７の長手方向に沿うように配置されている。インバータ２７は、前部にターミナル２７ａを有する。

ターミナル２７ａには、３本のワイヤーハーネス４９が接続されている。３本のワイヤーハーネス４９は、それぞれが可撓性を有する接続配線であり、インバータ２７とモータ１４とを電気的に接続している。なお、ターミナル２７ａは、「出力ターミナル」に該当する。

図９に示すように、インバータ２７は、フロアトンネル４８の内部空間４８ａにおいて、フロアトンネル４８に対してブラケット５４を介して取り付けられている。インバータ２７とトルクチューブ４７との間には、隙間が空けられている。なお、トルクチューブ４７の内部空間４７ａには、プロペラシャフト１５が収容されている。

ここで、駆動ユニット１０の駆動時において、駆動ユニット１０とともにトルクチューブ４７が振動したとしても、インバータ２７とトルクチューブ４７との間に隙間が空けられているので、インバータ２７に対して振動が直接伝わることがない。

また、上述のように、駆動ユニット１０は、フロントサブフレームに取り付けられているのに対して、インバータ２７は、第１箇所から離間したフロアトンネル４８に取り付けられている。このため、駆動ユニット１０の駆動時に振動が発生しても、車体の取付箇所を介しての駆動ユニット１０からインバータ２７への振動の伝達が抑制される。

なお、フロントサブフレームは「車体の第１箇所」に該当し、フロアパネルにおけるフロアトンネルが形成された部分は「車体の第２箇所」に該当する。

７．ワイヤーハーネス４９の配策構造
ワイヤーハーネス４９の配策構造について、図１０および図１１を用いて説明する。

図１０および図１１に示すように、インバータ２７のターミナル２７ａとモータ１４のターミナル（入力ターミナル）１４ｅとの間は、３本のワイヤーハーネス４９で接続されている。モータ１４のターミナル１４ｅは、モータ１４における側部ハウジング１４ｂの上部に配設されている。図１１に示すように、出力ターミナルであるインバータ２７のターミナル２７ａと、入力ターミナルであるモータ１４のターミナル１４ｅとは、車両１の前後方向に対向する位置関係をもって配置されている。

図１１に示すように、３本のワイヤーハーネス４９は、インバータ２７のターミナル２７ａに設けられた接続部２７ａ１～２７ａ３にそれぞれの一端が接続されている。接続部２７ａ１～２７ａ３を通る仮想直線Ｌ_２７を仮定する場合に、接続部２７ａ１～２７ａ３は、仮想直線Ｌ_２７が駆動ユニット１０の中心軸Ｌ_１０に対して角度θ_２７で斜め方向に配向されるように配設されている。θ_２７は、９０°よりも大きい鈍角である。なお、接続部２７ａ１～２７ａ３は「第１接続部」に該当し、仮想直線Ｌ_２７は「第１仮想直線」に該当する。

３本のワイヤーハーネス４９のそれぞれは、ターミナル２７ａから車両１の斜め左に向けて延出されている（矢印Ａ１～Ａ３）。

３本のワイヤーハーネス４９のそれぞれにおける他端は、モータ１４のターミナル１４ｅに設けられた接続部１４ｅ１～１４ｅ３に接続されている。接続部１４ｅ１～１４ｅ３を通る仮想直線Ｌ_１４を仮定する場合に、接続部１４ｅ１～１４ｅ３は、仮想直線Ｌ_１４が駆動ユニット１０の中心軸Ｌ_１０に対して角度θ_１４で配向されるように配設されている。なお、θ_１４は、略９０°である。なお、接続部１４ｅ１～１４ｅ３は「第２接続部」に該当し、仮想直線Ｌ_１４は「第２仮想直線」に該当する。

３本のワイヤーハーネス４９のそれぞれは、ターミナル１４ｅから車両１の斜め左に向けて延出されている（矢印Ｂ１～Ｂ３）。

図１１に示すように、３本のワイヤーハーネス４９は、ターミナル２７ａの接続部２７ａ１～２７ａ３のそれぞれと、ターミナル１４ｅの接続部１４ｅ１～１４ｅ３のそれぞれとの直線距離よりも長い配線長を有する。このため、３本のワイヤーハーネス４９は、ターミナル２７ａとターミナル１４ｅとの間の領域を迂回するように湾曲した状態で配策されている。ワイヤーハーネス４９が迂回する領域には、沸騰冷却器４４の凝縮部４４ｂが配設されている。また、ワイヤーハーネス４９を左側に湾曲して配策することで、右側に沸騰冷却器４４の配管４４ｃを配設することができる。これにより、インバータ２７および沸騰冷却器４４を駆動ユニット１０に対して高いスペース効率をもって取り付けることができ、駆動ユニット１０、インバータ２７、および沸騰冷却器４４の全体としての小型化を図ることができる。

図１０に示すように、３本のワイヤーハーネス４９は、トルクチューブ４７よりも上方を通過し、トルクチューブ４７には接触しないように配策されている。また、３本のワイヤーハーネス４９は、駆動ユニット１０におけるエンジン１１～１３の外周Ｄの内側に収まるように配策されている。特に、エンジン１１～１３の上端を通り、車両１の前後方向に引いた仮想直線Ｌ_Ｕよりも下方に収められている。これにより、フロアトンネル４８の断面方向のサイズを大きくしなくても、ワイヤーハーネス４９をフロアトンネル４８の内部空間４８ａに収めることができる。

図１１に示すように、３本のワイヤーハーネス４９は、互いの間に間隔を空け、且つ、交差しないように配策されている。これにより、３本のワイヤーハーネス４９は、互いの接触が防がれ、被覆部の損傷等が抑制される。

［変形例］
上記実施形態では、図１１に示すように、ワイヤーハーネス４９を左側の湾曲するように配策することとしたが、本発明では、右側に湾曲するように配策してもよい。

上記実施形態では、インバータ２７をフロアトンネル４８に取り付けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。車体における駆動ユニットが取り付けられる箇所に対して、異なる箇所にインバータを取り付けることとすれば、上記同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、モータ１４として交流モータを採用することとしたため、バッテリ２６とモータ１４との間にインバータ２７を設けることとしたが、本発明は、モータの種類に応じて種々の電力変換器を設けることが可能である。例えば、ＤＣ－ＤＣ変換器（ＤＣチョッパ）などを採用する場合においても、上記実施形態と同様の接続配線を採用することで、上記同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、３つのエンジン１１～１３と１つのモータ１４とで構成された駆動ユニット１０を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つのエンジンと１つのモータとで構成される駆動ユニットや、複数のエンジンと複数のモータとで構成される駆動ユニットを採用することもできる。

上記実施形態では、エンジン１１～１３をロータリーエンジンとしたが、本発明は、レシプロエンジンを採用することもできる。なお、ロータリーエンジンを採用する上記実施形態では、駆動ユニット１０の小型化を図ることができ、車両１の中央に近い領域に駆動ユニット１０を配置することが可能である。よって、エンジン１１～１３としてロータリーエンジンを採用する場合には、より高い車両運動性能を実現するのに優位である。ただし、ロータリーエンジンは高回転型であって駆動時に生じる振動が大きい。これに対して、インバータおよび接続配線を上記実施形態のような構成にすることで、インバータや接続配線へのダメージを抑えることが可能となる。

上記実施形態では、車両１の一例としてＦＲ車を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、リヤに駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＲＲ車や、運転席の後部に駆動ユニットを搭載し、駆動力を後輪に伝達するＭＲ車、さらにはフロントエリアの後方側部分に駆動ユニットを搭載し、駆動力を前輪に伝達するＦＦ車を採用することも可能である。

上記実施形態では、図１１を用いて説明したように、仮想直線Ｌ_２７が中心軸Ｌ_１０に対して９０°よりも大きい角度θ_２７で交差するように接続部２７ａ１～２７ａ３を配置し、仮想直線Ｌ_１４が中心軸Ｌ_１０に対して略９０°の角度θ_１４で交差するように接続部１４ｅ１～１４ｅ３を配置することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、θ_２７が略９０°となるように接続部２７ａ１～２７ａ３を配置し、θ_１４が９０°よりも小さくなるように接続部１４ｅ１～１４ｅ３を配置してもよいし、θ_２７が９０°よりも大きくなるように接続部２７ａ１～２７ａ３を配置し、θ_１４が９０°よりも小さくなるように接続部１４ｅ１～１４ｅ３を配置してもよい。θ_２７を９０°よりも大きく、θ_１４を９０°よりも小さくする場合には、上方からの平面視において、仮想直線Ｌ_２７と仮想直線Ｌ_１４とがハの字を形成することになる。

１車両
１０駆動ユニット
１１～１３エンジン
１４モータ
１４ａ後部ハウジング（ハウジング）
１４ｅターミナル（入力ターミナル）
１４ｅ１～１４ｅ３接続部（第２接続部）
１５プロペラシャフト（シャフト）
２６バッテリ
２７インバータ
２７ａターミナル（出力ターミナル）
２７ａ１～２７ａ３接続部（第１接続部）
４４沸騰冷却器
４４ｂ凝縮部（モータ冷却用部材）
４４ｃ配管（モータ冷却用部材）
４７トルクチューブ（カバー部材）
４８フロアトンネル
４９ワイヤーハーネス（接続配線）

Claims

互いに隣接配置されたエンジンおよびモータを有した、車両走行用の駆動源である駆動ユニットと、
前記駆動ユニットの出力軸に連結され、駆動力を駆動輪に伝達するためのシャフトと、
前記シャフトの周囲を覆うカバー部材と、
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータと、
前記インバータの出力ターミナルと前記モータの入力ターミナルとを電気接続する接続配線と、
を備え、
前記カバー部材および前記インバータは、フロアパネルに形成されたフロアトンネルの内部空間内に収容されており、
前記インバータは、前記駆動ユニットから離間して配置され、且つ、前記カバー部材に対して上方に離間した状態で当該カバー部材の長手方向に沿って配置されるように、前記フロアトンネルに対してブラケットを介して取り付けられており、
前記接続配線は、可撓性を有するとともに、前記インバータの出力ターミナルと前記モータの入力ターミナルとの間の直線距離よりも長い配線長を有するワイヤーハーネスで形成されている、
車両。
請求項１に記載の車両において、
前記駆動ユニットは、車体における前記インバータから離間した箇所に対して取り付けられている、
車両。
請求項２に記載の車両において、
前記接続配線は、前記フロアトンネル内で配策されている、
車両。
請求項１から請求項３の何れかに記載の車両において、
前記エンジンと前記モータとが隣接する方向の一方から前記エンジンと前記接続配線とを見る場合に、前記接続配線は、前記エンジンの外周よりも内側に収まるように配策されている、
車両。
請求項１から請求項４の何れかに記載の車両において、
前記シャフトの延伸方向に交差する方向の外側から前記カバー部材と前記接続配線とを見る場合に、前記接続配線は、前記カバー部材の上の所定領域を迂回するように湾曲して配策されている、
車両。
請求項５に記載の車両において、
前記所定領域には、前記モータを冷却するための部材であるモータ冷却用部材が取り付けられている、
車両。
請求項６に記載の車両において、
前記モータを冷却するためのオイルの経路であるモータ冷却オイル経路と、
前記モータ冷却オイル経路を流れる前記オイルよりも沸点が低い沸騰冷却用冷媒が循環する循環経路と、前記循環経路の途中に配設され、前記オイルと前記沸騰冷却用冷媒とが熱交換する沸騰部と、前記沸騰冷却用冷媒が凝縮される凝縮部と、を有する沸騰冷却器と、
を更に備え、
前記モータ冷却用部材は、前記沸騰冷却器の前記凝縮部である、
車両。
請求項７に記載の車両において、
前記凝縮部は、前記カバー部材に対して、前記車両の上下方向の上側に取り付けられている、
車両。
請求項５から請求項８の何れかに記載の車両において、
前記接続配線は、複数設けられているとともに、前記接続配線のそれぞれの一端が前記出力ターミナルにおける複数の第１接続部に接続されており、前記接続配線のそれぞれの他端が前記入力ターミナルにおける複数の第２接続部に接続されており、
前記複数の第１接続部を通る第１仮想直線と、前記複数の第２接続部を通る第２仮想直線とを仮定する場合に、
前記シャフトの延伸方向に交差する方向の外側から前記出力ターミナルおよび前記入力ターミナルを見る場合に、前記第１仮想直線および前記第２仮想直線の少なくとも一方は、前記シャフトの前記延伸方向に対して斜め方向に延びる、
車両。
請求項１から請求項９の何れかに記載の車両において、
前記エンジンは、ロータリーエンジンである、
車両。