WO2020240804A1 - ハイブリッド電気自動車 - Google Patents

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WO2020240804A1
WO2020240804A1 PCT/JP2019/021663 JP2019021663W WO2020240804A1 WO 2020240804 A1 WO2020240804 A1 WO 2020240804A1 JP 2019021663 W JP2019021663 W JP 2019021663W WO 2020240804 A1 WO2020240804 A1 WO 2020240804A1
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generator
inverter
housing
opening
harness
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PCT/JP2019/021663
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　誠一
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid electric vehicle.
  • Patent Document 1 discloses first and second motor generators and inverters of hybrid electric vehicles.
  • the first and second motor generators are arranged in close proximity so that their rotation axes are parallel.
  • the first motor generator mainly generates electricity from the output of the internal combustion engine.
  • the second motor generator mainly drives the driving wheels of the vehicle.
  • the inverter is also located close to the generator and motor generator.
  • the generator and the motor generator are electrically connected to the inverter by an inverter and a wiring harness, respectively.
  • the wiring harness that connects the first motor generator and the inverter is thick, short, and linearly arranged because it is for high-voltage AC three-phase power. Therefore, the vibration of the internal combustion engine input to the first motor generator is transmitted to the wiring harness via the rotor and bearings of the first motor generator. Further, since the wiring harness arranged short and linearly does not bend, the vibration is transmitted to the inverter. Since the vibration of the internal combustion engine is transmitted to the inverter in this way, the components of the inverter are required to have vibration resistance. As a result, the size of the inverter becomes large.
  • an object of the present invention is to provide a hybrid electric vehicle capable of suitably suppressing the transmission of vibration of an internal combustion engine to an inverter.
  • the hybrid electric vehicle includes a generator mechanically connected to an internal combustion engine and a motor generator mechanically connected to a drive wheel.
  • the generator is electrically connected to the inverter by a wiring harness.
  • the housing of the generator has a generator opening through which one end of the wiring harness is inserted.
  • the inverter housing has an inverter opening through which the other end of the wiring harness is inserted.
  • One end of the wiring harness is led out from the inverter opening in the first direction toward the generator. From the generator opening, the other end of the wiring harness is led out in a second direction different from the first direction.
  • the inverter opening is offset in the second direction with respect to the generator opening, and at least part of the wiring harness extends between the generator housing and the inverter housing.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid electric vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view showing a generator and an inverter in the hybrid electric vehicle.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the hybrid electric vehicle (HEV) 1 of the present embodiment has an internal combustion engine (ICE) 2 and a generator in the engine compartment of the front section of the vehicle, as shown in FIG. It includes a [generator] 3, a motor-generator (MG) 4, and an internal combustion engine 5.
  • the generator 3 is mechanically connected to the ICE 2 via a gearbox 6.
  • the MG 4 is mechanically connected to the driving wheels (front wheels) 7 via a gearbox 6.
  • the inverter 5 is electrically connected to both the generator 3 and the MG 4.
  • the inverter 5 is also electrically connected to the high voltage battery 8.
  • the HEV1 also includes a low voltage (12V) battery for auxiliary equipment.
  • the low-voltage battery is electrically connected to the high-voltage battery 8 via a DC / DC converter built in the inverter 5.
  • the output from the DC / DC converter charges the low voltage battery or is supplied directly to the auxiliary equipment.
  • the HEV1 of the present embodiment employs a series hybrid system, and the output (driving force) of the ICE2 is not transmitted to the drive wheels 7, and the generator 3 is transmitted via the speed-increasing gear set in the gearbox 6. Is transmitted to. That is, the generator 3 is mechanically connected to the ICE 2.
  • the electric power generated by the generator 3 is supplied to the MG 4 or / or the high voltage battery 8 via the inverter 5.
  • the electric power stored in the high-voltage battery 8 can also be supplied to the MG 4.
  • the ICE2 of the present embodiment does not drive the HEV1 with its output, and is used only for power generation. Therefore, ICE 2 functions as a part of the power generation device.
  • the output (driving force) of MG4 is transmitted to the drive wheels 7 via the reduction gear set and the drive shaft in the gearbox 6. That is, the MG 4 is mechanically connected to the drive wheels 7. Further, the electric power regenerated by the MG 4 during the deceleration of the HEV 1 can also be supplied to the high voltage battery 8 via the inverter 5. As described above, the speed-increasing gear set and the decelerating gear set are housed in the gearbox 6, but there is no gear meshing between them.
  • FIG. 2 shows the generator 3 and the inverter 5 as viewed from the front of the vehicle.
  • the gearbox 6 is also shown in FIG. 2, where P1 in the figure is the fastening surface between the ICE 2 and the gearbox 6, and P2 in the drawing is the fastening surface between the gearbox 6 and the generator 3.
  • the fastening surface P2 is also a fastening surface between the gearbox 6 and the MG 4.
  • MG4 is arranged on the back side (in FIG. 2) of the generator 3.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the inverter 5 is arranged above the generator 3 and the MG 4 in close proximity to them.
  • the housing 3H (generator housing) of the generator 3 is made of an aluminum alloy and consists of a cylindrical main body [main body] 3C and an end cap 3B having a shape in which a cylinder and a box are integrated.
  • the main body 3C and the end cap 3B are rigidly attached to each other by bolts.
  • the main body 3C is also rigidly connected to the gearbox 6 by bolts.
  • Inside the generator housing 3H a stator and a rotor of the generator 3 are built.
  • the generator housing 3H rotatably holds the rotary shaft [rotary shaft] 3S of the rotor via bearings. One end of the rotating shaft 3S is extended inside the gearbox 6, and the rotor is rotated by the speed-increasing gear set described above.
  • the generator housing 3H basically has a cylindrical shape, but the left side (right side in FIG. 2 when viewed from the front of HEV1: the opposite side to the gearbox 6) is from a cylinder to a cube. Has a protruding shape and forms a terminal box 3T.
  • the terminal box 3T protrudes toward the inverter 5. Therefore, a space is formed between the right side portion of the generator 3 (left side in FIG. 2) and the inverter 5.
  • terminals connected to the internal stator coil are arranged inside the terminal box 3T.
  • the terminal provided at one end of the harness 9 and the terminal of the generator 3 are electrically connected.
  • a generator opening 3O for leading one end of the harness 9 from the generator housing 3H is opened on the outer surface of the terminal box 3T facing the gearbox 6. That is, one end of the harness 9 is inserted through the generator opening 3O.
  • the generator 3 is a high-voltage three-phase AC generator
  • the harness 9 is a bundle of a plurality of thick electric wires.
  • the MG4 housing 4H (MG housing) is also made of aluminum alloy and has a cylindrical shape. However, a flange is formed at the right end (left side in FIG. 2) of the MG housing 4H for fastening to the gearbox 6.
  • the MG housing 4H is rigidly connected to the gearbox 6 by bolts with this flange. Further, a part (lower housing 5L) of the housing 5H (inverter housing) of the inverter 5 described later is integrally [monolithically] formed on this flange.
  • the stator and rotor of the MG4 are built inside the MG housing 4H.
  • the MG housing 4H rotatably holds the rotating shaft of the rotor via bearings.
  • One end of the rotating shaft extends inside the gearbox 6 and rotates the drive shaft via the speed-increasing gear set described above.
  • the connection portion of the gearbox 6 to which the drive shaft of the right front wheel 7 is connected is shown. This connection is located on the rear side of the vehicle with respect to ICE2.
  • the inverter housing 5H is also made of aluminum alloy and has a box shape.
  • the inverter housing 5H is composed of an upper housing 5U and a lower housing 5L.
  • the upper housing 5U and the lower housing 5L are rigidly connected to each other by bolts. That is, the inverter housing 5H is rigidly fixed to the MG housing 4H.
  • electronic components such as a power module 5G (generator power module) for the generator 3, a power module 5M (MG power module) for MG 4, and a smoothing capacitor 5C are housed.
  • the generator power module 5G is electrically connected to the generator 3 via the harness 9.
  • the MG power module 5M is also electrically connected to the MG4. Both the generator power module 5G and the MG power module 5M are electrically connected to the smoothing capacitor 5C.
  • the smoothing capacitor 5C is arranged closer to MG4 than the generator power module 5G and MG power module 5M. More specifically, the smoothing capacitor 5C is fixed to the inner bottom surface of the inverter housing 5H.
  • the generator power module 5G and the MG power module 5M are arranged side by side on the opposite side of the smoothing capacitor 5C with respect to the MG4. More specifically, the generator power module 5G and the MG power module 5M are fixed to the inner upper surface of the inverter housing 5H. Since the smoothing capacitor 5C is used for both the generator power module 5G and the MG power module 5M, it is arranged in the center of both in consideration of the wiring length.
  • Inverter opening 5O for housing is opened. That is, the other end of the harness 9 is inserted through the inverter opening 5O.
  • the inverter opening 5O is arranged on the outer surface of the inverter housing 5H closest to the ICE 2 and on the side farthest from the MG 4 on the inverter housing 5H.
  • the right side (left side in FIG. 2) of the generator housing 3H is fixed to the MG housing 4H (lower housing 5L) by the first bracket 10, and the left side (left side in FIG. 2) is the MG housing by the second bracket 11. It is fixed at 4H.
  • the first bracket 10 and the second bracket 11 are made of steel, which is more flexible as a metal than an aluminum alloy, and are slightly flexible plate materials. (Aluminum-based metal [aluminum alloy] has lower vibration durability and damping property than iron-based metal [steel].) Therefore, the first bracket 10 and the second bracket 11 attenuate the vibration of the generator 3. It is difficult to transmit to MG4.
  • the harness 9 extends between the inverter opening 5O and the generator opening 3O, but the direction of derivation from the inverter opening 5O at one end thereof is the first direction D1 (see FIGS. 2 and 3), and the generator at the other end.
  • the direction of derivation from the opening 3O is the second direction D2 (see FIG. 2).
  • the first direction D1 is a direction from the inverter opening 5O toward the generator 3.
  • the second direction D2 is parallel to the axial direction DS (see FIG. 2) of the rotating shaft 3S of the generator 3. That is, the first direction D1 and the second direction D2 are different from each other. More specifically, in this embodiment, the first direction D1 and the second direction D2 are at right angles.
  • the harness 9 extending between the inverter opening 5O and the generator opening 3O is inevitably curved and does not extend linearly. Since the curved portion of the harness 9 can be bent, the transmission of vibration from the generator 3 to the inverter 5 can be suppressed (the vibration can be absorbed).
  • the inverter opening 5O is offset in the second direction D2 with respect to the generator opening 3O opened in the terminal box 3T.
  • the position of the inverter opening 5O is different from the position of the generator opening 3O along the second direction D2. That is, the inverter opening 5O and the generator opening 3O do not exist on the same surface. Therefore, the harness 9 can be lengthened, and the transmission of vibration from the generator 3 to the inverter 5 can be suppressed more effectively. Further, by offsetting them, the radius of curvature of the curve of the harness 9 can be increased. Further, at least a part of the harness 9 extends through the space between the generator 3 and the inverter 5. Therefore, even if the harness 9 is long, this space can be effectively used, which is preferable. By effectively using this space, the height of the hybrid system unit can be suppressed and the size can be reduced.
  • the harness 9 is inevitably curved if the first direction D1 and the second direction D2 are different. If the harness 9 is curved, the above-mentioned vibration can be absorbed.
  • the second direction is from the viewpoint of smooth routing of the curved harness 9.
  • the direction D2 is preferably parallel to the axial DS.
  • the harness 9 can be made as long as possible by arranging the terminal box 3T on which the generator opening 3O is formed on the side farthest from the inverter opening 5O along the axial DS, which is preferable.
  • the inverter opening 5O is opened in a portion of the inverter housing 5H that protrudes outward (upward) farthest from MG4.
  • the harness 9 can be lengthened.
  • the radius of curvature of the curvature of the harness 9 can be increased.
  • the harness 9 is arranged so that the smoothing capacitor 5C does not overlap with the harness 9 when viewed from the axial DS. Since the smoothing capacitor 5C does not overlap with the harness 9, the inverter opening 5O and the generator opening 3O are arranged close to each other along the first direction D1 when viewed from the axial DS, that is, the inverter housing 5H and the generator housing. 3H (terminal box 3T) is placed in close proximity. In the present embodiment, the bottom of the inverter housing 5H is further deformed so as to avoid the terminal box 3T, which is possible because the two do not overlap.
  • the height of the hybrid system unit can be suppressed and the system can be miniaturized. Even if the inverter housing 5H and the generator housing 3H (terminal box 3T) are arranged close to each other, the harness 9 is also arranged in the second direction D2, so that the harness 9 is curved and long. It is possible to prevent vibration transmission.
  • HEV1 of the present embodiment adopts a series hybrid system. Therefore, the vibration of the ICE 2 is transmitted to the rotating shaft 3S of the generator 3 that is mechanically connected to the ICE 2. Further, this vibration is transmitted to the generator housing 3H and the stator inside the generator housing 3H via the bearing. Further, this vibration is also transmitted to the harness 9 via the stator coil, but is absorbed by the harness 9 as described above.
  • the generator housing 3H and the MG housing 4H are not rigidly connected, the above-mentioned vibration is not directly transmitted to the MG housing 4H. Therefore, it is possible to preferably suppress the vibration of the ICE 2 from being transmitted to the inverter 5. As a result, the components of the inverter 5 are not required to have excessive vibration resistance.
  • the first direction D1 toward the generator (the direction in which the harness 9 is led out from the inverter opening 5O) is different from the second direction D2 (the direction in which the harness 9 is led out from the generator opening 3O). ing. Therefore, the harness 9 is inevitably curved. Further, the inverter opening 5O is offset in the second direction D2 with respect to the generator opening 3O. Therefore, the harness 9 can be lengthened. As a result, the harness 9 can absorb the vibration of the ICE 2, and the vibration of the ICE 2 can be suppressed from being transmitted to the inverter 5. Further, at least a part of the harness 9 extends between the generator housing 3H and the inverter housing 5H. Therefore, even if the harness 9 is long, the space between the generator housing 3H and the inverter housing 5H can be effectively used, and the height of the hybrid system unit can be suppressed to reduce the size.
  • the second direction D2 is parallel to the axial direction DS of the rotating shaft 3S of the generator 3, and the generator opening 3O is opened in the terminal box 3T protruding toward the inverter 5.
  • the above-mentioned space between the generator housing 3H and the inverter housing 5H can be formed beside the terminal box 3T, and the harness 9 can be smoothly led out from the generator housing 3H in the axial DS to the space. Therefore, the harness 9 can be smoothly arranged. Since the first direction D1 is the direction toward the generator 3, it intersects with the second direction D2 (axial direction DS). Therefore, the harness 9 is smoothly curved from the first direction D1 to the second direction D2.
  • the inverter opening 5O is opened on the outer surface of the inverter housing 5H closest to the ICE2, and the terminal box 3T is arranged along the axial DS on the side farthest from the inverter opening 5O on the generator housing 3H. Therefore, the distance between the inverter opening 5O and the generator opening 3O formed in the terminal box 3T along the axial DS can be made as long as possible. As a result, the harness 9 can be lengthened and the above-mentioned vibration can be effectively absorbed.
  • the harness 9 can be lengthened even along the first direction D1 and the above-mentioned vibration can be absorbed more effectively. Further, the radius of curvature of the curvature of the harness 9 from the first direction D1 to the second direction D2 can be increased. The large radius of curvature facilitates the routing of the harness 9 and does not exert excessive stress on the harness 9.
  • the generator power module 5G and the MG power module 5M are arranged side by side with respect to the smoothing capacitor 5C on the side opposite to the MG4.
  • the smoothing capacitor 5C does not overlap with the harness 9 when viewed from the axial DS. That is, the inverter housing 5H and the generator housing 3H (terminal box 3T) are arranged close to each other along the first direction D1. Therefore, the height of the hybrid system unit can be suppressed, and the system can be miniaturized.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the inverter opening 5O is arranged on the side closer to ICE2, and the generator opening 3O is arranged on the side far from ICE2 (inverter opening 5O and generator opening 3O are ICE2). Opening towards).
  • the inverter opening may be arranged on the side far from the ICE, and the generator opening may be arranged on the side close to the ICE (the inverter opening and the generator opening may be arranged in the direction opposite to the ICE).
  • the harness 9 can be inevitably curved by making the first direction D1 toward the generator 3 different from the second direction D2.
  • the hybrid system may be mounted in a place other than the front part of the vehicle. Further, the mounting orientation of the hybrid system is not limited to the orientation in the above embodiment.
  • Hybrid electric vehicle HEV
  • ICE Internal combustion engine
  • ICE Generator
  • ICE Generator
  • ICE Generator
  • MG Motor Generator
  • Inverter 5H Inverter housing
  • 5G Generator power module
  • 5M MG power module
  • 5C Smoothing capacitor
  • Drive wheel 9
  • Wiring harness D1 First direction
  • D2 Second direction DS Axial direction

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Abstract

ハイブリッド電気自動車（１）の発電機（３）はハーネス（９）によってインバータ（５）に電気的に接続されている。発電機ハウジング（３Ｈ）には発電機開口（３Ｏ）が開口され、インバータハウジング（５Ｈ）にはインバータ開口（５Ｏ）が開口されている。ハーネス（９）は、発電機開口（３Ｏ）とインバータ開口（５Ｏ）との間に延在する。インバータ開口（５Ｏ）からは、発電機（３）に向かう第一方向（Ｄ１）にハーネス（９）が導出されている。発電機開口（３Ｏ）からは、第一方向（Ｄ１）とは異なる第二方向（Ｄ２）にハーネス（９）が導出されている。インバータ開口（５Ｏ）は、発電機開口（３Ｏ）に対して第二方向（Ｄ２）にオフセットされており、ハーネス（９）の少なくとも一部が発電機ハウジング（３Ｈ）とインバータハウジング（５Ｈ）の間に延在している。ハーネス（９）は必然的に湾曲し、発電機（３）からインバータ（５）への振動の伝達を抑止する。

Description

ハイブリッド電気自動車
　本発明は、ハイブリッド電気自動車に関する。
　下記特許文献１は、ハイブリッド電気自動車の第一及び第二モータジェネレータ並びにインバータを開示している。第一及び第二モータジェネレータは、それらの回転軸が平行となるように近接して配置されている。第一モータジェネレータは、主として内燃機関の出力によって発電を行う。第二モータジェネレータは主として車両の駆動輪を駆動する。さらに、インバータも、発電機及びモータジェネレータに近接して配置されている。発電機及びモータジェネレータは、それぞれ、インバータとワイヤリングハーネスによってインバータと電気的に接続されている。
日本国特許第３８４３７０２号公報
　しかし、第一モータジェネレータとインバータとを接続するワイヤリングハーネスは、高電圧の交流三相電力のためのものであるので太く、かつ、短く直線的に配索されている。このため、第一モータジェネレータに入力される内燃機関の振動が、第一モータジェネレータのロータやベアリングを介してワイヤリングハーネスに伝達される。さらに、短く直線的に配索されたワイヤリングハーネスは、撓まないので当該振動をインバータに伝達する。このように、内燃機関の振動がインバータに伝達されるため、インバータの部品には耐振動性が要求される。この結果、インバータのサイズが大きくなってしまう。
　従って、本発明の目的は、内燃機関の振動のインバータへの伝達を好適に抑止することのできるハイブリッド電気自動車を提供することにある。
　本発明の特徴によるハイブリッド電気自動車は、内燃機関と機械的に接続された発電機と、駆動輪と機械的に接続されたモータジェネレータとを備えている。発電機は、ワイヤリングハーネスによってインバータに電気的に接続されている。発電機のハウジングには、ワイヤリングハーネスの一端が挿通される発電機開口が開口されている。インバータのハウジングには、ワイヤリングハーネスの他端が挿通されるインバータ開口が開口されている。インバータ開口からは、発電機に向かう第一方向に、ワイヤリングハーネスの一端が導出されている。発電機開口からは、ワイヤリングハーネスの他端が、第一方向とは異なる第二方向に導出されている。インバータ開口は、発電機開口に対して第二方向にオフセットされており、ワイヤリングハーネスの少なくとも一部が発電機ハウジングとインバータハウジングの間に延在している。
図１は、実施形態に係るハイブリッド電気自動車の模式的構成図である。 図２は、上記ハイブリッド電気自動車における発電機及びインバータを示す正面図である。 図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
　以下、図１～図３を参照しつつ実施形態に係るハイブリッド電気自動車について説明する。
　本実施形態のハイブリッド電気自動車[hybrid electric vehicle]（ＨＥＶ）１は、図１に示されるように、車両の前部[front section]のエンジンコンパートメント内に、内燃機関（ＩＣＥ）２と、発電機[generator]３と、モータジェネレータ[motor-generator]（ＭＧ）４と、インバータ５とを備えている。発電機３は、ギアボックス６を介してＩＣＥ２と機械的に接続されている。ＭＧ４は、ギアボックス６を介して駆動輪[driving wheels]（前輪）７と機械的に接続されている。インバータ５は、発電機３及びＭＧ４の双方と電気的に接続されている。インバータ５は、高電圧バッテリ８とも電気的に接続されている。なお、図示されていないが、ＨＥＶ１は、補機用の低電圧（１２Ｖ）バッテリも備えている。低電圧バッテリは、インバータ５に内蔵されたＤＣ／ＤＣコンバータを介して、高電圧バッテリ８と電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力は、低電圧バッテリを充電したり、補機に直接供給される。
　本実施形態のＨＥＶ１は、シリーズハイブリッドシステムを採用しており、ＩＣＥ２の出力（駆動力）は駆動輪７に伝達されることはなく、ギアボックス６内の増速ギアセットを介して発電機３に伝達される。即ち、発電機３は、ＩＣＥ２と機械的に接続されている。発電機３によって発電された電力は、インバータ５を介して、ＭＧ４又は（及び）高電圧バッテリ８に供給される。高電圧バッテリ８に蓄えられた電力をＭＧ４に供給することもできる。本実施形態のＩＣＥ２は、その出力でＨＥＶ１を駆動することはなく、発電にのみ用いられる。従って、ＩＣＥ２は、発電装置の一部として機能している。
　ＭＧ４の出力（駆動力）は、ギアボックス６内の減速ギアセット及びドライブシャフトを介して、駆動輪７に伝達される。即ち、ＭＧ４は、駆動輪７と機械的に接続されている。さらに、ＨＥＶ１の減速時にＭＧ４で回生発電された電力も、インバータ５を介して高電圧バッテリ８に供給され得る。なお、上述したように、ギアボックス６内には、増速ギアセット及び減速ギアセットが収納されているが、それらの間でギアの噛み合いはない。
　次に、図２及び図３を参照して、発電機３、ＭＧ４及びインバータ５、並びに、発電機３とインバータ５とを電気的に接続するワイヤリングハーネス（以下、単にハーネスと呼ぶ）９について説明する。図２は、車両前方から見た発電機３及びインバータ５である。図２には、ギアボックス６も図示されており、図中のＰ１がＩＣＥ２とギアボックス６との締結面であり、図中のＰ２がギアボックス６と発電機３との締結面である。締結面Ｐ２は、ギアボックス６とＭＧ４との締結面でもある。発電機３の（図２中の）奥側にＭＧ４が配設されている。図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。インバータ５は、発電機３及びＭＧ４の上方に、それらに近接して配設されている。
　発電機３のハウジング３Ｈ（発電機ハウジング）は、アルミ合金製であり、円筒状の本体[main body]３Ｃと、円筒と箱とを一体化させた形状のエンドキャップ３Ｂとからなる。本体３Ｃ及びエンドキャップ３Ｂはボルトによって互いに剛結されている[rigidly attached]。本体３Ｃは、ギアボックス６ともボルトによって剛結されている。発電機ハウジング３Ｈの内部には、発電機３のステータやロータが内蔵されている。発電機ハウジング３Ｈは、ベアリングを介して、ロータの回転軸[rotary shaft]３Ｓを回転可能に保持している。回転軸３Ｓの一端はギアボックス６の内部に延伸され、上述した増速ギアセットによってロータが回転される。
　発電機ハウジング３Ｈは、基本的には円柱形状を有しているが、その左側（ＨＥＶ１の正面から見た図２中の右側：ギアボックス６に対して反対側）の部分は、円柱から立方体が突出された形状を有しており、端子箱３Ｔを形成している。端子箱３Ｔは、インバータ５に向けて突出されている。従って、発電機３の右側（図２中左側）の部分とインバータ５との間には空間が形成されている。端子箱３Ｔの内部には、内部のステータコイルと接続された端子が配設されている。端子箱３Ｔの内部で、ハーネス９の一端に設けられた端子と発電機３の端子とが電気的に接続される。端子箱３Ｔのギアボックス６に面する外面には、発電機ハウジング３Ｈからハーネス９の一端を導出するための発電機開口３Ｏが開口されている。即ち、ハーネス９の一端は、発電機開口３Ｏに挿通される。発電機３は高電圧の三相交流発電機であり、ハーネス９は複数の太い電線を束ねたものである。
　ＭＧ４のハウジング４Ｈ（ＭＧハウジング）も、アルミ合金製であり、円筒形状を有している。ただし、ＭＧハウジング４Ｈの右側（図２中左側）の端部には、ギアボックス６との締結のためにフランジが形成されている。ＭＧハウジング４Ｈは、このフランジでギアボックス６とボルトによって剛結されている。また、このフランジには、後述するインバータ５のハウジング５Ｈ（インバータハウジング）の一部（下部ハウジング５Ｌ）が一体的に[monolithically]形成されている。ＭＧハウジング４Ｈの内部には、ＭＧ４のステータやロータが内蔵されている。ＭＧハウジング４Ｈは、ベアリングを介して、ロータの回転軸を回転可能に保持している。回転軸の一端はギアボックス６の内部に延伸され、上述した増速ギアセットを介してドライブシャフトを回転する。図２中の左側には、右前輪７のドライブシャフトが接続される、ギアボックス６の接続部が示されている。この接続部は、ＩＣＥ２よりも車両の後方側に位置している。
　インバータハウジング５Ｈも、アルミ合金製で、箱形状を有している。インバータハウジング５Ｈは、上部ハウジング５Ｕと下部ハウジング５Ｌとで構成されている。上部ハウジング５Ｕ及び下部ハウジング５Ｌはボルトによって互いに剛結されている。即ち、インバータハウジング５Ｈは、ＭＧハウジング４Ｈに剛的に固定されている。インバータハウジング５Ｈの内部には、発電機３のためのパワーモジュール５Ｇ（発電機パワーモジュール）、ＭＧ４のためのパワーモジュール５Ｍ（ＭＧパワーモジュール）及び平滑コンデンサ５Ｃなどの電子部品が収納されている。発電機パワーモジュール５Ｇは、ハーネス９を介して、発電機３と電気的に接続されている。ＭＧパワーモジュール５Ｍも、ＭＧ４と電気的に接続されている。発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５Ｍの双方が、平滑コンデンサ５Ｃと電気的に接続されている。
　平滑コンデンサ５Ｃは、発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５ＭよりもＭＧ４の近くに配置されている。より具体的には、平滑コンデンサ５Ｃは、インバータハウジング５Ｈの内部底面に固定されている。発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５Ｍは、ＭＧ４に対して平滑コンデンサ５Ｃの反対側に並べて配置されている。より具体的には、発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５Ｍは、インバータハウジング５Ｈの内部上面に固定されている。平滑コンデンサ５Ｃは、発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５Ｍの双方に利用されるので、配線長を考慮して両者の中央に配置されている。
　インバータハウジング５Ｈのギアボックス６（即ち、ＩＣＥ２）に最も近く、かつ、ＭＧ４から最も遠い部分が外方（上方）に突出されており、この突出部にインバータハウジング５Ｈからハーネス９の他端を導出するためのインバータ開口５Ｏが開口されている。即ち、ハーネス９の他端はインバータ開口５Ｏに挿通される。言い換えれば、インバータ開口５Ｏは、インバータハウジング５ＨのＩＣＥ２に最も近い外面上の、インバータハウジング５Ｈ上のＭＧ４から最も遠い側に配置されている。
　なお、発電機ハウジング３Ｈの右側（図２中左側）が第一ブラケット１０によってＭＧハウジング４Ｈ（下部ハウジング５Ｌ）に固定され、かつ、その左側（図２中左側）が第二ブラケット１１によってＭＧハウジング４Ｈに固定されている。第一ブラケット１０及び第二ブラケット１１は、アルミ合金よりも金属としては柔軟なスチール製であり、若干であるが撓む板材である。（アルミ系金属［アルミ合金］は振動耐久性及び減衰性が鉄系金属［スチール］より低い。）従って、第一ブラケット１０及び第二ブラケット１１は、は、発電機３の振動を減衰してＭＧ４に伝達させにくい。
　ハーネス９はインバータ開口５Ｏと発電機開口３Ｏとの間に延在するが、その一端のインバータ開口５Ｏからの導出方向を第一方向Ｄ１（図２及び図３参照）とし、その他端の発電機開口３Ｏからの導出方向を第二方向Ｄ２（図２参照）とする。第一方向Ｄ１は、インバータ開口５Ｏから発電機３に向かう方向である。第二方向Ｄ２は、本実施形態では、発電機３の回転軸３Ｓの軸方向[axial direction]ＤＳ（図２参照）と平行である。即ち、第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２とは互いに異なる。より具体的には、本実施形態では、第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２とは直角である。従って、インバータ開口５Ｏと発電機開口３Ｏとの間に延在するハーネス９は必然的に湾曲し、直線的に延在することはない。ハーネス９の湾曲部は、撓むことができるので、発電機３からインバータ５への振動の伝達を抑止できる（振動を吸収できる）。
　さらに、図２に示されるように、インバータ開口５Ｏは、端子箱３Ｔに開口された発電機開口３Ｏに対して、第二方向Ｄ２にオフセットされている。言い換えれば、インバータ開口５Ｏの位置は、第二方向Ｄ２に沿って、発電機開口３Ｏの位置とは異なる。即ち、インバータ開口５Ｏと発電機開口３Ｏとは同一面上には存在しない。従って、ハーネス９を長くすることができ、発電機３からインバータ５への振動の伝達をより効果的に抑止できる。また、それらをオフセットさせることで、ハーネス９の湾曲の曲率半径を大きくできる。さらに、ハーネス９の少なくとも一部は発電機３インバータ５との間の空間を通って延在する。従って、ハーネス９が長くてもこの空間を有効に利用できるので好ましい。この空間を有効に利用することで、ハイブリッドシステムユニットの高さを抑えて小型化できる。
　なお、第二方向Ｄ２が軸方向ＤＳと平行でなくても、第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２とが異なればハーネス９は必然的に湾曲される。ハーネス９が湾曲されれば、上述した振動を吸収できる。しかし、発電機３に向かう第一方向Ｄ１と発電機開口３Ｏが形成された端子箱３Ｔのインバータ５に向けた突出方向と考慮すると、湾曲されたハーネス９のスムーズな配索の観点から第二方向Ｄ２は軸方向ＤＳに平行であることが好ましい。特に、インバータ開口５Ｏを発電機開口３Ｏに対して第二方向Ｄ２にオフセットして、ハーネス９を長くする場合は、発電機３インバータ５との間の空間を有効に利用できるので好ましい。本実施形態では、さらに、発電機開口３Ｏが形成される端子箱３Ｔを軸方向ＤＳに沿ってインバータ開口５Ｏから最も遠い側に配置することで、ハーネス９をできるだけ長くできるので好ましい。
　また、インバータ開口５Ｏは、インバータハウジング５Ｈ上のＭＧ４から最も遠い外方（上方）に突出された部分に開口されている。これにより、ハーネス９を長くでき、かつ。ハーネス９の湾曲の曲率半径を大きくすることができる。上述したように、ハーネス９は太いので、曲げにくいので大きな曲率半径はハーネス９の配索を容易にする。また、大きな曲率半径はハーネス９に過大な応力を作用させない。
　上述したハーネス９の配索は、車両前方から見た位置関係に関するするものであった。本実施形態では、さらに、図３に示されるように、軸方向ＤＳから見て、平滑コンデンサ５Ｃがハーネス９と重ならないように、ハーネス９が配索されている。平滑コンデンサ５Ｃがハーネス９と重ならないので、軸方向ＤＳから見て、第一方向Ｄ１に沿ってインバータ開口５Ｏと発電機開口３Ｏとが近接して配置され、即ち、インバータハウジング５Ｈと発電機ハウジング３Ｈ（端子箱３Ｔ）とが近接して配置される。本実施形態では、さらに、端子箱３Ｔを避けるようにインバータハウジング５Ｈの底が変形されており、これは両者が重ならないからこそできる構成である。この構成によって、ハイブリッドシステムユニットの高さを抑えることができ、システムを小型化できる。なお、インバータハウジング５Ｈと発電機ハウジング３Ｈ（端子箱３Ｔ）とを近接して配置しても、ハーネス９は第二方向Ｄ２にも配策されるので、ハーネス９を湾曲させて、かつ、長くすることができ、振動伝達を防止できる。
　上述したように、本実施形態のＨＥＶ１は、シリーズハイブリッドシステムを採用している。従って、ＩＣＥ２の振動は、ＩＣＥ２と機械的に接続されている発電機３の回転軸３Ｓに伝達される。また、この振動は、ベアリングを介して発電機ハウジング３Ｈやその内部のステータに伝達される。さらに、この振動は、ステータコイルを介してハーネス９にも伝達されるが、上述したようにハーネス９によって吸収される。なお、本実施形態では、発電機ハウジング３ＨとＭＧハウジング４Ｈとは剛結されていないため、上述した振動がＭＧハウジング４Ｈに直接伝達されることはない。従って、ＩＣＥ２の振動がインバータ５に伝達されるのを好適に抑止できる。この結果、インバータ５の部品に過剰な耐振動性が要求されることがない。
　本実施形態に係るＨＥＶ１によれば、発電機に向かう第一方向Ｄ１（インバータ開口５Ｏからのハーネス９の導出方向）が第二方向Ｄ２（発電機開口３Ｏからのハーネス９の導出方向）と異なっている。従って、ハーネス９必然的に湾曲する。また、インバータ開口５Ｏが、発電機開口３Ｏに対して第二方向Ｄ２にオフセットされている。従って、ハーネス９を長くすることができる。この結果、ハーネス９でＩＣＥ２の振動を吸収でき、ＩＣＥ２の振動がインバータ５に伝達されるのを抑止できる。さらに、ハーネス９の少なくとも一部が、発電機ハウジング３Ｈとインバータハウジング５Ｈとの間に延在している。従って、ハーネス９が長くても、発電機ハウジング３Ｈとインバータハウジング５Ｈとの間の空間を有効に利用でき、ハイブリッドシステムユニットの高さを抑えて小型化できる。
　ここで、第二方向Ｄ２が発電機３の回転軸３Ｓの軸方向ＤＳと平行であり、発電機開口３Ｏがインバータ５に向けて突出する端子箱３Ｔに開口されている。発電機ハウジング３Ｈとインバータハウジング５Ｈとの間の上述した空間を端子箱３Ｔの横に形成することができ、発電機ハウジング３Ｈから軸方向ＤＳにハーネス９を当該空間に円滑に導出できる。従って、ハーネス９をスムーズに配索することができる。なお、第一方向Ｄ１は発電機３に向く方向であるので、第二方向Ｄ２（軸方向ＤＳ）と交差する。従って、ハーネス９は、第一方向Ｄ１から第二方向Ｄ２へとスムーズに湾曲される。
　また、インバータ開口５Ｏがインバータハウジング５ＨのＩＣＥ２に最も近い外面上に開口され、端子箱３Ｔが軸方向ＤＳに沿って発電機ハウジング３Ｈ上のインバータ開口５Ｏから最も遠い側に配置されている。従って、インバータ開口５Ｏと端子箱３Ｔに形成された発電機開口３Ｏとの間の軸方向ＤＳに沿った距離をできるだけ長くできる。この結果、ハーネス９を長くでき、上述した振動を効果的に吸収できる。
　さらに、インバータ開口５Ｏが、インバータハウジング５Ｈ上のＭＧ４から最も遠い側に配置されているので、第一方向Ｄ１に沿ってもハーネス９を長くでき、上述した振動をより効果的に吸収できる。また、ハーネス９の第一方向Ｄ１から第二方向Ｄ２への湾曲の曲率半径を大きくできる。大きな曲率半径は、ハーネス９の配索を容易にし、かつ、ハーネス９に過大な応力を作用させない。
　インバータハウジング５Ｈ内において、発電機パワーモジュール５Ｇ及びＭＧパワーモジュール５Ｍが、平滑コンデンサ５Ｃに対してＭＧ４とは反対側に並べて配置されている。そして、軸方向ＤＳから見て、平滑コンデンサ５Ｃがハーネス９と重ならない。即ち、インバータハウジング５Ｈと発電機ハウジング３Ｈ（端子箱３Ｔ）とが第一方向Ｄ１に沿って近接して配置されている。従って、ハイブリッドシステムユニットの高さを抑えることができ、システムを小型化できる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。上記実施形態では、図２に示されるように、インバータ開口５ＯをＩＣＥ２に近い側に配置し、かつ、発電機開口３ＯをＩＣＥ２から遠い側に配置した（インバータ開口５Ｏ及び発電機開口３ＯはＩＣＥ２に向けて開口）。しかし、インバータ開口をＩＣＥから遠い側に配置し、かつ、発電機開口をＩＣＥに近い側に配置（インバータ開口及び発電機開口はＩＣＥとは反対方向に開口）してもよい。このようにしても、発電機３に向かう第一方向Ｄ１を第二方向Ｄ２と異ならせることで、ハーネス９を必然的に湾曲させることができる。また、ハイブリッドシステムは車両前部以外の場所に搭載されてよい。また、ハイブリッドシステムの搭載向きも上記実施形態での向きに限定されない。
１　ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）
２　内燃機関（ＩＣＥ）
３　発電機
３Ｈ　発電機ハウジング
３Ｏ　発電機開口
３Ｓ　回転軸
３Ｔ　端子箱
４　モータジェネレータ（ＭＧ）
４Ｈ　ＭＧハウジング
５　インバータ
５Ｈ　インバータハウジング
５Ｏ　インバータ開口
５Ｇ　発電機パワーモジュール
５Ｍ　ＭＧパワーモジュール
５Ｃ　平滑コンデンサ
７　駆動輪
９　ワイヤリングハーネス
Ｄ１　第一方向
Ｄ２　第二方向
ＤＳ　軸方向

Claims (5)

  1. 　ハイブリッド電気自動車であって、
    　内燃機関と、
    　前記内燃機関と機械的に接続された発電機と、
    　駆動輪と機械的に接続されたモータジェネレータと、
    　前記発電機及び前記モータジェネレータに電気的に接続されたインバータと、を備え、
    　前記インバータのインバータハウジングが前記モータジェネレータのＭＧハウジングに固定され、
    　前記インバータと前記発電機とがワイヤリングハーネスで電気的に接続され、
    　前記ワイヤリングハーネスの一端が挿通される発電機開口が前記発電機の発電機ハウジングに開口され、
    　前記ワイヤリングハーネスの他端が挿通されるインバータ開口が前記インバータハウジングに開口され、
    　前記インバータ開口からの前記ワイヤリングハーネスの一端の導出方向が、前記発電機に向かう第一方向であり、
    　前記発電機開口からの前記ワイヤリングハーネスの他端の導出方向が、前記第一方向とは異なる第二方向であり、
    　前記インバータ開口が、前記発電機開口に対して前記第二方向にオフセットされており、
    　前記ワイヤリングハーネスの少なくとも一部が、前記発電機ハウジングと前記インバータハウジングの間に延在している、ハイブリッド電気自動車。
  2. 　請求項１に記載のハイブリッド電気自動車であって、
    　前記第二方向が、前記発電機の回転軸の軸方向と平行であり、
    　前記発電機開口が、前記発電機ハウジングに形成された、前記インバータに向けて突出する端子箱に開口されている、ハイブリッド電気自動車。
  3. 　請求項２に記載のハイブリッド電気自動車であって、
    　前記インバータ開口が、前記インバータハウジングの前記内燃機関に最も近い外面上に開口され、
    　前記端子箱が、前記軸方向に沿って、前記発電機ハウジング上の前記インバータ開口から最も遠い側に配置されている、ハイブリッド電気自動車。
  4. 　請求項３に記載のハイブリッド電気自動車であって、
    　前記インバータ開口が、前記インバータハウジング上の前記モータジェネレータから最も遠い側に配置されている、ハイブリッド電気自動車。
  5. 　請求項４に記載のハイブリッド電気自動車であって、
    　前記インバータが、前記インバータハウジング内に、前記発電機用の発電機パワーモジュールと、前記モータジェネレータ用のＭＧパワーモジュールと、前記発電機パワーモジュール及び前記ＭＧパワーモジュールに電気的に接続された平滑コンデンサとを備えており、
    　前記平滑コンデンサが、前記発電機パワーモジュール及び前記ＭＧパワーモジュールよりも前記モータジェネレータの近くに配置され、
    　前記発電機パワーモジュール及び前記ＭＧパワーモジュールが、前記モータジェネレータに対して前記平滑コンデンサの反対側に並べて配置され、
    　前記軸方向から見て、前記平滑コンデンサが前記ワイヤリングハーネスと重ならない、ハイブリッド電気自動車。
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