JP5239541B2 - ハイブリッド車両のインバータ配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及びモータを車幅方向に並列配置した車両前部のエンジンルームにインバータを配設するハイブリッド車両のインバータ配設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車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、モータをインバータを介して高電圧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、ハイブリッド車両では、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ている。そして、インバータは、その前部が車体側に支持されている。
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、特許文献１のように、エンジンを車両前部のエンジンルームに配設すると、エンジン用のエアクリーナも同じくエンジンルームに配設することになるが、このエアクリーナも重量物であるので、これを安定支持したいという要求がある。

さらに、特許文献１のように、エンジンやモータ、重量物であるインバータ、エアクリーナを車両前部のエンジンルームに配設する場合、車両前部の車体剛性を向上させたいという要望もある。

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、エンジン及びモータを車幅方向に並列配置した車両前部のエンジンルームにインバータを配設するハイブリッド車両のインバータ配設構造において、車両前部の車体剛性を向上させると共に、インバータ及びエンジン用のエアクリーナを安定支持することにある。

第１の発明は、エンジン及びモータを車幅方向に並列配置した車両前部のエンジンルームにインバータを配設するハイブリッド車両のインバータ配設構造であって、上記エンジンルームの車両前側及び後側には、車幅方向に延びて車体側部材に連結される前側及び後側クロスメンバがそれぞれ配設されており、上記インバータは、上記モータの上側で上記前側及び後側クロスメンバのそれぞれに支持されており、上記エンジン用のエアクリーナが、上記エンジンの配置側で上記前側クロスメンバにおける上記インバータ支持部の車幅方向一方側に支持されていることを特徴とするものである。

これにより、エンジンルームの車両前側及び後側に、車幅方向に延びて車体側部材に連結される前側及び後側クロスメンバをそれぞれ配設しているので、車両前部の車体剛性を向上させることができる。

また、インバータをエンジンルームの車両前側及び後側にそれぞれ配設された前側及び後側クロスメンバのそれぞれに支持しているので、従来のように、インバータの前部のみを車体側に支持している場合と比較して、インバータを安定支持することができる。

さらに、重量物であるインバータを前側クロスメンバに支持しているので、前側クロスメンバの実質的なスパンを短くすることができ、前側クロスメンバのねじり剛性を向上させることができる。そして、そのような高ねじり剛性を持つ前側クロスメンバにおけるインバータ支持部の車幅方向一方側にエンジン用のエアクリーナを支持しているので、これを安定支持することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記前側クロスメンバは、上記エンジンルームの車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された上記車体側部材としての左右のフロントサイドフレームの間に架設連結されており、上記後側クロスメンバは、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上記車体側部材としての左右のサスペンションタワーの間に架設連結されていることを特徴とするものである。

これにより、前側クロスメンバを、エンジンルームの車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された比較的強度のある左右のフロントサイドフレームの間に架設連結すると共に、後側クロスメンバを、エンジンルームの車幅方向両側にそれぞれ配設された比較的強度のある左右のサスペンションタワーの間に架設連結しているので、前側クロスメンバの、インバータ及びエアクリーナの支持剛性を向上させることができると共に、後側クロスメンバのインバータ支持剛性を向上させることができる。よって、インバータ及びエアクリーナをより一層安定支持することができる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記前側クロスメンバは、上記左右のフロントサイドフレームの前端にバンパーレインフォースメントと共に締結具で共締めされていることを特徴とするものである。

これにより、前側クロスメンバを、左右のフロントサイドフレームの前端にバンパーレインフォースメントと共に締結具で共締めしているので、前側クロスメンバ及びバンパーレインフォースメントを別々に左右のフロントサイドフレームに取り付ける場合と比較して、その取付作業を簡略化することができる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、上記前側クロスメンバには、上記エアクリーナ支持用の支持部材が設けられており、上記支持部材は、上記前側クロスメンバにおける車幅方向中央側と車幅方向一方側との間に車両後側に向かって架設されたサブメンバと、該サブメンバに支持され、上記エアクリーナを複数のマウントを介して載置支持するプレートとを有していることを特徴とするものである。

これにより、エアクリーナを、前側クロスメンバにサブメンバを介して支持された比較的広がりのあるプレートに載置支持しているので、前側クロスメンバに直接支持する場合と比較して、エアクリーナをより一層安定支持することができる。

本発明によれば、エンジンルームの車両前側及び後側に、車幅方向に延びて車体側部材に連結される前側及び後側クロスメンバをそれぞれ配設しているので、車両前部の車体剛性を向上させることができる。

また、インバータをエンジンルームの車両前側及び後側にそれぞれ配設された前側及び後側クロスメンバのそれぞれに支持しているので、従来のように、インバータの前部のみを車体側に支持している場合と比較して、インバータを安定支持することができる。

さらに、重量物であるインバータを前側クロスメンバに支持しているので、前側クロスメンバの実質的なスパンを短くすることができ、前側クロスメンバのねじり剛性を向上させることができる。そして、そのような高ねじり剛性を持つ前側クロスメンバにおけるインバータ支持部の車幅方向一方側にエンジン用のエアクリーナを支持しているので、これを安定支持することができる。

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。

−ハイブリッド車両の構成−
以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両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１１（以下、エンジン１１と呼ぶ）を搭載したハイブリッド車両１の概略構成図である。この車両１は、エンジン１１及びモータ１７を動力源として備え、このエンジン１１は発電にのみ使用して、車両１が動くための動力は全てモータ１７に頼る所謂シリーズハイブリッド車両である。車両１は、上記エンジン１１及びモータ１７の他に、高電圧バッテリ１２（以下、バッテリ１２と呼ぶ）と、上記エンジン１１により駆動されるジェネレータ（発電機）１３とを備えている。

上記エンジン１１は、使用燃料として、ガソリンと水素とを切換え可能に構成されている。また、エンジン１１は、図示は省略するが、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（以下、気筒と呼ぶ）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所謂ロータリーエンジンである。

上記ロータは、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エキセントリックシャフト（駆動軸）１１ａの周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト１１ａ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エキセントリックシャフト１１ａから出力される。

上記エンジン１１の気筒には、２つの点火プラグ（図示略）が設けられており、これらの点火プラグは、詳細は後述するプレート３２ｑと対向配置されている。一方、気筒には、水素燃料タンク１６から供給された水素を筒内に直接噴射する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（図示略）が連通している。吸気通路には、吸入空気中の異物やホコリ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、並びに水素及び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と呼ぶ）によって作動制御されるようになっている。

一方、上記バッテリ１２は、ジェネレータ１３及びモータ１７にそれぞれ、インバータ２０を介して接続されていて、ジェネレータ１３からの発電電力及びモータ１７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１２は、ジェネレータ１３及びモータ１７を駆動させるためのものであって、電力をジェネレータ１３及びモータ１７へ供給する。

上記ジェネレータ１３は、その回転軸１３ａ（図９のみ図示）が上記エンジン１１の駆動軸１１ａと同軸上に配置されていて、該エンジン１１によって直結駆動されており、この結果、ジェネレータ１３は、エンジン１１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１７は、両前輪（両駆動輪）１８に前輪１８用のディファレンシャルギア１９（以下、デフ１９と呼ぶ）を介して連結されていて、車両１の定速運転時等のように該モータ１７に要求される出力トルク（以下、要求トルクと呼ぶ）が低い低トルク運転時や車両始動時にはバッテリ１２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１１により駆動されるジェネレータ１３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１３及びバッテリ１２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１７は、ジェネレータ１３及びバッテリ１２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１３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１３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１３の最大出力が８０ｋＷ、モータ１７の最大出力が１２０ｋＷ）。

尚、バッテリ１２の蓄電量が少ないときには、上記エンジン１１を運転させてジェネレータ１３を作動させることによって、モータ１７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１３にて発生させると共に、該ジェネレータ１３で発生した電力と上記モータ１７の必要電力との差分をバッテリ１２に供給して充電を行う。

上記インバータ２０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２０ａ及びＤＣ−ＡＣコンバータ２０ｂとが一体化してなり、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１２、ジェネレータ１３，及びモータ１７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２０ａは、交流電力を直流電力に変換し、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ２０ｂ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１３からの電力をモータ１７に供給する際には、該ジェネレータ１３で発生した交流電力は一旦、ＡＣ−ＤＣコンバータ２０ａ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２０ｂにより直流電力から交流電力に変換されてモータ１７へと供給される。また、バッテリ１２からの電力をモータ１７に供給する際には、該バッテリ１２から出力された直流電力は、上記ＤＣ−ＡＣコンバータ２０ｂにより所定の周波数の交流電力に変換されてモータ１７へと供給される。またさらに、バッテリ１２の充電を行う際には、ジェネレータ１３で発生した交流電力はＡＣ−ＤＣコンバータ２０ａにより直流電力に変換されてバッテリ１２へと供給される。

尚、バッテリ１２、ガソリン燃料タンク１５、及び水素燃料タンク１６は、車両１後部（例えば後部座席近傍）に配置されている。

−ハイブリッド車両の前部車体構造−
以下、ハイブリッド車両１の前部車体構造について説明する。

図２は、車両１前部のエンジンルーム３を上側から見た斜視図であり、図３は、インバータ２０やエアクリーナ２１を取り外した状態のエンジンルーム３を上側から見た斜視図であり、図４は、エンジンルーム３を下側から見た斜視図であり、図５は、エアクリーナ２１やパワーユニットＰを取り外した状態のエンジンルーム３を車両右側から見た斜視図であり、図６は、左側サスペンションタワー３１ａ及び左側ホイールエプロン３５をその裏面側から見た斜視図である。

図２等中、符号３０ａ，３０ｂはエンジンルーム３の車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された左右のフロントサイドフレーム（車体側部材）であり、これらのフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂの高さ位置は、ジェネレータ１３の上端（又はモータ１７の下端）の高さ位置とほぼ同じである。３１ａ，３１ｂはエンジンルーム３車両後側の車幅方向両側にそれぞれ配設された左右のサスペンションタワー（車体側部材）であり、これらのサスペンションタワー３１ａ，３１ｂは、それぞれフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂの車幅方向外側に互いに車幅方向に対向配置されており、上端面の高さ位置がインバータ２０上面の高さ位置とほぼ同じである。

符号３２は、詳細は後述するが、車両１前部の車体剛性を向上させるため、左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂ前端の上側部分の間に車幅方向に延びるように架設連結されたパイプ製の前側クロスメンバであり、この前側クロスメンバ３２はエンジンルーム３の車両前側に配置されている。３３は、同じく車両１前部の車体剛性を向上させるため、左右のサスペンションタワー３１ａ，３１ｂ上端の間に車幅方向に延びるように架設連結されたパイプ製のサスペンションタワーバー（後側クロスメンバ）であり、このサスペンションタワーバー３３は車両後側に配置されていて、その高さ位置が前側クロスメンバ３２の高さ位置よりも上側に位置している（図１７も参照）。サスペンションタワーバー３３の中間部分（例えば右側部分）は、サスペンションタワーバー３３よりも車両後方にある車体側部材３４（本実施形態ではエンジンルーム３の車両後側に車幅方向に延びるように配設されたカウルボックス３４）に連結支持されている。

符号３５はエンジンルーム３の車両左側に車両前後方向に延びるように配設されたエンジンルーム３側壁としての左側ホイールエプロンであり、この左側ホイールエプロン３５は、左側フロントサイドフレーム３０ａの車幅方向外側でかつ左側サスペンションタワー３１ａの車両前側に配置されている。また、左側ホイールエプロン３５の裏面には、詳細は後述する左側防振マウント７の支持剛性を向上させるため、左側サスペンションタワー３１ａの裏面に跨って補強部材３５ａが設けられている。尚、詳細な説明は省略するが、エンジンルーム３の車両右側には、左側ホイールエプロン３５と同様の右側ホイールエプロンが配設されている。

符号３６は左側サスペンションタワー３１ａと左側ホイールエプロン３５とに跨って車両前後方向に延びるように設けられたブラケットである。つまり、このブラケット３６は左側フロントサイドフレーム３０ａの車幅方向外側に配置されている。ブラケット３６は、その前部及び後部が左側サスペンションタワー３１ａ及び左側ホイールエプロン３５にそれぞれボルト固定されている。

符号３７は左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂ前端の間に車幅方向に延びるように架設連結されたバンパーレインフォースメントであり、このバンパーレインフォースメント３７は、左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂ前端に、エンジンルーム３の車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された左右のクラッシュカン３７ａ，３７ｂを介して、前側クロスメンバ３２と共にボルト（締結具）３８で共締めされている。具体的には、左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂ前端のフランジ３０ｃ，３０ｄ前面には、それぞれ左右のクラッシュカン３７ａ，３７ｂ後端のフランジ３７ｃ，３７ｄ及び前側クロスメンバ３２両端にそれぞれ溶接固定されたブラケット３２ａ，３２ｂがこの順に重ねられ、左右のフランジ３７ｃ，３７ｄ及びブラケット３２ａ，３２ｂが、それぞれ左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂのフランジ３０ｃ，３０ｄに共締め固定されている。３９は左側フロントサイドフレーム３０ａ前端と前側クロスメンバ３２中間部分との間に架設連結されたパイプ製の補強メンバである。

−バイブリッド車両のパワーユニット搭載構造−
以下、ハイブリッド車両１のパワーユニット搭載構造について説明する。まず、パワーユニットＰの構成について説明する。

図７は、パワーユニットＰの斜視図であり、図８は、パワーユニットＰの正面図であり、図９は、エンジン１１を取り外した状態のパワーユニットＰの斜視図であり、図１０は、エンジン１１やエンジン側ケーシング４０を取り外した状態のパワーユニットＰの側面図であり、図１１は、図１０のXI−XI線断面図である。

図７等中、符号Ｐはエンジン１１の後側（図８では右側）にジェネレータ１３を、このジェネレータ１３の上側にモータ１７を配置してなるパワーユニット（パワープラント）である。このパワーユニットＰは、その長手方向、すなわちエンジン１１の駆動軸１１ａやジェネレータ１３の回転軸１３ａ、モータ１７の回転軸（出力軸）１７ａが延びる方向が車幅方向（車両左右方向）となるように、エンジンルーム３に横置きに搭載されている。つまり、このエンジンルーム３には、エンジン１１及びモータ１７が車幅方向に並列配置されている。具体的には、モータ１７は、サスペンションタワーバー３３の下側で、その下部が車両正面視でジェネレータ１３の上部と重なるように、車両側方視でジェネレータ１３の上側かつ車両後側に配置されている。

パワーユニットＰは、ジェネレータ１３やモータ１７、デフ１９、詳細は後述する減速機構５を収容するユニットケーシング４を備えている。このユニットケーシング４は、エンジン１１側（車両右側）にあるエンジン側ケーシング４０と、エンジン１１とは反対側（車両左側）にある反エンジン側ケーシング４１とで形成されており、これらのケーシング４０，４１がボルト４２，４２，…で締結結合されている。つまり、ユニットケーシング４は、エンジン側ケーシング４０と反エンジン側ケーシング４１とが割り面で車幅方向に分割可能になっている。

エンジン側ケーシング４０の右端面（車幅方向内側端面）には、ジェネレータ１３と対応する部分に開口４０ａが形成されており、この開口４０ａの周縁部にエンジン１１がボルト結合されている。このように、エンジン１１はエンジン側ケーシング４０と、ひいてはユニットケーシング４と構造的に一体化されている。また、エンジン側ケーシング４０のエンジン１１側におけるモータ１７と対応する部分は、蓋部４０ｂで開閉可能となっている。

一方、反エンジン側ケーシング４１は、モータ１７回転軸１７ａの先端側が車両右側（車幅方向内側）になるように、ジェネレータ１３及びモータ１７を収容している。具体的には、反エンジン側ケーシング４１には、車幅方向に延びる円状のジェネレータ用収容室４１ａ（図１７のみ図示）及びモータ用収容室４１ｂ（図１１、図１７のみ図示）がそれぞれ形成されており、これらの収容室４１ａ，４１ｂに、その車両左側（車幅方向外側）の開口からジェネレータ１３及びモータ１７がそれぞれ挿入装着されている。尚、当然のことながら、上述のように、モータ１７をジェネレータ１３の斜め上側後方に配置しているので、モータ用収容室４１ｂもジェネレータ用収容室４１ａの斜め上側後方に位置している。また、反エンジン側ケーシング４１は、ジェネレータ１３及びモータ１７本体部１７ｂの略全体を収容するように、ジェネレータ１３及びモータ１７の左端面（車幅方向外側端面）近傍まで延設されており、この結果、反エンジン側ケーシング４１の左端は、車両平面視で左側フロントサイドフレーム３０ａの車幅方向内側近傍に位置している。

以上のように、機械的結合のないジェネレータ１３及びモータ１７は単一物である反エンジン側ケーシング４１に収容されており、この結果、ジェネレータ１３及びモータ１７は構造的に一体化し、エンジン１１を含むパワーユニットＰは、詳細は後述するが、その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とになる。

次に、図１０、図１１を参照しながら、ユニットケーシング４の内部構造について説明する。

上記モータ１７の回転軸１７ａは、その出力が伝達される駆動モータ軸５０に回転一体にスプライン結合されており、この駆動モータ軸５０は、反エンジン側ケーシング４１側の第１ボールベアリング５１とエンジン側ケーシング４０側の第２ボールベアリング５２とによって支持されている。駆動モータ軸５０の第１及び第２ボールベアリング５１，５２の間には第１駆動ギア５３が一体に形成されている。駆動モータ軸５０の第２ボールベアリング５２よりもエンジン１１側、すなわち第１駆動ギア５３のモータ１７とは反対側には、パーキングギア５４が回転一体にスプライン結合されている。駆動モータ軸５０は、その軸方向に中空に成形されていて、潤滑油が流出しないように先端がキャップ５０ａで密閉されると共に、ナット５０ｂが締結されることによってパーキングギア５４が抜け止めされている。

駆動モータ軸５０の斜め下側後方には、第１中間軸５５が設けられており、この第１中間軸５５は、反エンジン側ケーシング４１側の第１テーパベアリング５６とエンジン側ケーシング４０側の第２テーパベアリング５７とによって支持されている。第１中間軸５５のエンジン１１とは反対側（車両左側）には、第１被動ギア５８が一体に形成されており、この第１被動ギア５８は、第１駆動ギア５３と噛合して駆動されるようになっている。第１中間軸５５のエンジン１１側には、第２駆動ギア５９が回転一体にスプライン結合されている。

第１中間軸５５の下側には、第２中間軸６０が設けられており、この第２中間軸６０は、反エンジン側ケーシング４１側の第３テーパベアリング６１とエンジン側ケーシング４０側の第４テーパベアリング６２とによって支持されている。第２中間軸６０のエンジン１１側には、第２被動ギア６３が一体に形成されており、この第２被動ギア６３は、第２駆動ギア５９と噛合して駆動されるようになっている。第２中間軸６０のエンジン１１とは反対側には、第３駆動ギア６４が回転一体にスプライン結合されている。

上記デフ１９は、車両側方視でジェネレータ１３の車両後側でかつモータ１７の下側に配置されている。デフ１９は、詳細は図示しないが、サイドギアやピニオンギア等を覆うデフケース１９ａを備えており、このデフケース１９ａは、反エンジン側ケーシング４１側の第５テーパベアリング６５とエンジン側ケーシング４０側の第６テーパベアリング６６とによって支持されている。デフケース１９ａのエンジン１１側には、デフリングギア１９ｂがボルト結合されており、このデフリングギア１９ｂは、第３駆動ギア６４と噛合して駆動されるようになっている。そして、デフケース１９ａには、そのエンジン１１側に右前輪駆動軸６７が、エンジン１１とは反対側に左前輪駆動軸６８が連結されている。

以上のように、駆動モータ軸５０とデフケース１９ａとの間には、第１及び第２中間軸５５，６０を介して、第１減速ギア対としての第１駆動ギア５３及び第１被動ギア５８、第２減速ギア対としての第２駆動ギア５９及び第２被動ギア６３、並びに第３減速ギア対としての第３駆動ギア６４及びデフリングギア１９ｂの３段よりなる減速ギア対が設けられており、これらの中間軸５５，６０や減速ギア対などが、モータ１７からの回転を減速してデフ１９に伝達する減速機構５を構成している。そして、この減速機構５は、上述したように、その一部がジェネレータ１３及びモータ１７と共に反エンジン側ケーシング４１に、残りがエンジン側ケーシング４０に収容されている。尚、詳細な説明は省略するが、図１０、図１１中の矢印は潤滑油の流れを示している。

次に、パワーユニットＰのマウント構造について説明する。

図１２は、パワーユニットＰを車両後側から見た斜視図であり、図１３は、パワーユニットＰを上側から見た斜視図であり、図１４は、防振マウント７の斜視図である。

図２〜４、図１２〜１４に示すように、パワーユニットＰは、その車両左側（ジェネレータ１３及びモータ１７側）、車両右側（エンジン１１側）、及び下側が車体側に３点支持されている。具体的には、パワーユニットＰは、その長手方向両端部にそれぞれ配設された防振マウント７，８を介して左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂに弾性支持されている。本実施形態のパワーユニットＰでは、車両左側の方が右側よりも背が高いこと等から、長手方向に延びるロール慣性主軸（図示略）が車両左側から右側に向かって下向きに傾斜しており、これらの防振マウント７，８は、パワーユニットＰのロール慣性主軸の真上近傍に配置されている。一方、パワーユニットＰの下端部は、防振マウント９によってパワーユニットＰよりも車両後方にある車体側部材９０（本実施形態では車幅方向に延びるサスペンション支持用のサスペンションクロスメンバ９０）に連結されている。そして、車両１の急加速時や急減速時におけるパワーユニットＰのローリングや全体的な揺れは、主に、パワーユニットＰの下端部に配設された防振マウント９によって規制されるが、左右の防振マウント装置７，８によっても規制される。すなわち、本実施形態では、パワーユニットＰが加速時の駆動反力等によってローリングして、大きな車両前後方向の荷重が防振マウント装置７，８に入力されても、この荷重を左右の防振マウント装置７，８により受け止めて、パワーユニットＰの揺れをより確実に規制できるようになっている。

上記防振マウント７は、中空円筒状の内筒体７ａと、この内筒体７ａの周囲にこれと同軸に配設された中空円筒状の外筒体７ｂと、これらの両筒体７ａ，７ｂの間に配設されてこれらを互いに連結するゴム弾性体７ｃとを備えており、その筒軸方向が車両前後方向となるように配置されている。図１３等中、符号７ｄは内筒体７ａと外筒体７ｂとの車両前後方向の相対移動を規制するためのストッパーゴム弾性体である。

上記反エンジン側ケーシング４１上部の左端部、すなわち上記モータ用収容室４１ｂ周縁部の上側部分の車幅方向外側端部には、防振マウント７支持用の二股状のパワーユニット側マウント支持ブラケット７０が該反エンジン側ケーシング４１から車両左側に延びるようにボルト固定されており、このパワーユニット側マウント支持ブラケット７０は、その二股部７０ａが防振マウント７の内筒体７ａにその中空部に挿通されたボルト７１で締結固定されることによって、防振マウント７を支持している。

上記左側フロントサイドフレーム３０ａ及びブラケット３６には、防振マウント７支持用の車体側マウント支持部材７２が設けられている。具体的には、車体側マウント支持部材７２は、左側フロントサイドフレーム３０ａ上面に車両前後方向に延びるようにボルト固定された第１マウント支持ブラケット７２ａと、ブラケット３６にボルト固定された概略コ字状の第２マウント支持ブラケット７２ｂとを備えている。第１マウント支持ブラケット７２ａは、概略コ字状の上側部材７２ｃと概略コ字状の下側部材７２ｄとを上下に積み重ねてボルト結合してなり、上側部材７２ｃにおける上細の両側壁部７２ｅ，７２ｅ上端に防振マウント７の外筒体７ｂ外周面の下側部分が溶接固定されることによって、防振マウント７をその下側から支持している。一方、第２マウント支持ブラケット７２ｂは、上細の両側壁部７２ｆ，７２ｆを備えており、この両側壁部７２ｆ，７２ｆの右端縁（車幅方向内側端縁）に外筒体７ｂ外周面の車幅方向外側部分（左側部分）が溶接固定されることによって、防振マウント７をその車幅方向外側から支持している。以上のように、防振マウント７は、その下側及び車幅方向外側が車体側に２点支持されている。

尚、右側及び下側の防振マウント８，９の詳細な説明は省略するが、その基本的な構造は従来周知のものである。

−ハイブリッド車両のインバータ配設構造−
以下、ハイブリッド車両１のインバータ配設構造について説明する。

図１５は、インバータ２０及びエアクリーナ２１を上側から見た斜視図であり、図１６は、インバータ２０及びエアクリーナ２１を下側から見た斜視図であり、図１７は、ジェネレータ１３、モータ１７及びインバータ２１の配置関係を示す概略断面図である。尚、図１７では、図を見易くするため、図を一部簡略化している。

図２、図４、図５、図１５〜１７に示すように、インバータ２０は、モータ１７の上側で前側クロスメンバ３２及びサスペンションタワーバー３３のそれぞれに連結支持されている。具体的には、インバータ２０の前部は、前側クロスメンバ３２の左端及び中央にそれぞれ配設された台座３２ｃ，３２ｄの上に載置支持されている。左側台座３２ｃは、断面概略ハット状に形成されていて、その前部がブラケット３２ｅを介して前側クロスメンバ３２に、その後部が左側フロントサイドフレーム３０ａ上面にボルト固定されていると共に、その中央部上面にはインバータ２０の左端面が概略Ｌ字状のブラケット２０ｃを介して取付固定されている。中央側台座３２ｄは、前側クロスメンバ３２に溶接固定されていて、その上面にはインバータ２０の右端面が概略Ｌ字状のブラケット２０ｄを介して取付固定されている。一方、インバータ２０の後部は、サスペンションタワーバー３３の左端及び中央に該サスペンションタワーバー３３から車両前側に延びるようにそれぞれ溶接固定されたブラケット３３ａ，３３ｂに取付支持されている。以上のように、インバータ２０は、その前部及び後部が前側クロスメンバ３２及びサスペンションタワーバー３３の左側部分にそれぞれ２点支持されている。

また、インバータ２０は、その上側部分が下側部分よりも車両後側に突出していて、ジェネレータ１３及びモータ１７をその上側から覆うように、ジェネレータ１３の上側でかつモータ１７の車両前側の空間から該モータ１７の上側空間にかけて配置されている。尚、図１７中、符号３ａはエンジンルーム３と車室とを区画するダッシュパネルである。

−ハイブリッド車両のエアクリーナ配設構造−
以下、ハイブリッド車両１のエアクリーナ配設構造について説明する。

図２、図４、図５、図１５、図１６に示すように、エンジン１１用のエアクリーナ２１は、前側クロスメンバ３２におけるインバータ２０支持部の車両右側（車幅方向一方側）、すなわち前側クロスメンバ３２の右側部分にインバータ２０と隣接するように支持されている。具体的には、前側クロスメンバ３２の右側部分は、上側に向かって概略コ字状に突出しており、この突出部３２ｆは、上下方向に延びる左右の上下部３２ｇ，３２ｈと、これらの上下部３２ｇ，３２ｈの間に車幅方向に延びるように架設された水平部３２ｉとを備えている。

突出部３２ｆには、エアクリーナ２１支持用の支持部材３２ｊが配設されている。この支持部材３２ｊは、突出部３２ｆの左側上下部３２ｇと水平部３２ｉ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３２ｋ（ブラケットの一部）を備えており、このサブメンバ３２ｋは、突出部３２ｆの水平部３２ｉ右側部分から斜め下側後方に延びる上下部３２ｌと、この上下部３２ｌの下端から突出部３２ｆの左側上下部３２ｇまで車両左側に延びる水平部３２ｍとを有している。

この水平部３２ｍの左端、中央及び右端には、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３２ｎ〜３２ｐ（ブラケットの一部）がそれぞれ溶接固定されており、これらの取付板３２ｎ〜３２ｐの上には、概略Ｌ字状のプレート３２ｑが載置支持されている。このプレート３２ｑは、取付板３２ｎ〜３２ｐにボルト固定されており、この結果、プレート３２ｑを脱着することが可能となり、エンジン１１（特に点火プラグ）のサービス性が向上する。そして、プレート３２ｑの上には、エアクリーナ２１が複数（本実施形態では４つ）の防振マウント３２ｒ，３２ｒ，…を介して載置支持されている。

また、上記突出部３２ｆの左側上下部３２ｇと左側取付板３２ｎとの間、及び上記サブメンバ３２ｋの上下部３２ｌと右側取付板３２ｐとの間には、プレート３２ｑのインバータ２０支持剛性を向上させるため、概略Ｌ字状のガセット（補強部材）３２ｓ，３２ｔがそれぞれ架設連結されており、左側ガセット３２ｓは、その突出部３２ｆ側が溶接で、その取付板３２ｎ側がボルトで固定される一方、右側ガセット３２ｔは、そのサブメンバ３２ｋ側が溶接で、その取付板３２ｐ側がボルトで固定されている。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、エンジンルーム３の車両前側及び後側に、車幅方向に延びて車体側部材に連結される前側クロスメンバ３２及びサスペンションタワーバー３３をそれぞれ配設しているので、車両１前部の車体剛性を向上させることができる。

また、インバータ２０をエンジンルーム３の車両前側及び後側にそれぞれ配設された前側クロスメンバ３２及びサスペンションタワーバー３３のそれぞれに支持しているので、従来のように、インバータの前部のみを車体側に支持している場合と比較して、インバータ２０を安定支持することができる。

さらに、重量物であるインバータ２０における前部の右端側を前側クロスメンバ３２の略中間部位に支持（ボルト固定）しているので、前側クロスメンバ３２の実質的なスパンを短くすることができ、前側クロスメンバ３２のねじり剛性を向上させることができる。そして、そのような高ねじり剛性を持つ前側クロスメンバ３２におけるインバータ２０支持部の車幅方向一方側にエンジン１１用のエアクリーナ２１を支持しているので、これを安定支持することができる。

さらにまた、車両１前部の車体剛性向上用の前側クロスメンバ３２及びサスペンションタワーバー３３を利用してインバータ２０及びエアクリーナ２１を支持しているので、インバータ２０及びエアクリーナ２１支持用の支持部材を別途設ける必要がない。

また、前側クロスメンバ３２を、エンジンルーム３の車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された比較的強度のある左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂの間に架設連結すると共に、サスペンションタワーバー３３を、エンジンルーム３の車幅方向両側にそれぞれ配設された比較的強度のある左右のサスペンションタワー３１ａ，３１ｂの間に架設連結しているので、前側クロスメンバ３２の、インバータ２０及びエアクリーナ２１の支持剛性を向上させることができると共に、サスペンションタワーバー３３のインバータ２０支持剛性を向上させることができる。よって、インバータ２０及びエアクリーナ２１をより一層安定支持することができる。

さらに、前側クロスメンバ３２を、左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂの前端にバンパーレインフォースメント３７と共にボルト３８で共締めしているので、前側クロスメンバ３２及びバンパーレインフォースメント３７を別々に左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂに取り付ける場合と比較して、その取付作業を簡略化することができる。

さらにまた、エアクリーナ２１を、前側クロスメンバ３２にサブメンバ３２ｋ及び取付板３２ｎ〜３２ｐを介して支持された比較的広がりのあるプレート３２ｑに載置支持しているので、前側クロスメンバ３２に直接支持する場合と比較して、エアクリーナ２１をより一層安定支持することができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、本発明をシリーズハイブリッド車両に適用しているが、これに限らず、例えば、エンジン１１とモータ１７双方の動力で動く所謂パラレルハイブリッド車両に適用してもよい。

また、上記実施形態では、エンジン１１をロータリーエンジンで構成しているが、これに限らず、例えば、レシプロエンジンで構成してもよい。

さらに、上記実施形態では、前側クロスメンバを左右のフロントサイドフレーム３０ａ，３０ｂ前端の間に架設連結すると共に、後側クロスメンバをサスペンションタワーバー３３で構成しているが、前側及び後側クロスメンバは、それぞれエンジンルーム３の車両前側及び後側で車幅方向に延びて車体側部材に連結される限り、如何なる構成であってもよい。

さらにまた、上記実施形態では、インバータ２０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２０ａ及びＤＣ−ＡＣコンバータ２０ｂとが一体化してなり、水冷式の冷却器を採用したものであるが、これに限らない。但し、本発明は、そのようなインバータ２０に対し顕著な効果を発揮することができる。

また、上記実施形態では、エアクリーナ２１を前側クロスメンバ３２におけるインバータ２０支持部の車両右側に支持部材３２ｊを介して支持しているが、これに限らず、例えば、前側クロスメンバ３２に直接支持してもよい。但し、エアクリーナ２１の安定支持の観点からは、前者の方が望ましい。

さらに、上記実施形態では、減速機構５を反エンジン側ケーシング４１に収容しているが、収容しなくてもよい。但し、パワーユニットＰのマウント構造の簡略化の観点からは、前者の方が望ましい。

さらにまた、上記実施形態では、反エンジン側ケーシング４１をモータ１７の左端面近傍まで延ばすと共に、パワーユニット側マウント支持ブラケット７０を反エンジン側ケーシング４１上部の左端部に取り付けているが、これに限らず、例えば、反エンジン側ケーシング４１をモータ１７の左端面近傍まで延設しなくてもよく、或いは、パワーユニット側マウント支持ブラケット７０を反エンジン側ケーシング４１上部における左端部以外の部分に取り付けてもよい。但し、パワーユニット側マウント支持ブラケット７０に機械的なストレスが加わるのを抑制する観点からは、前者の方が望ましい。

また、上記実施形態では、車体側マウント支持部材７２を左側フロントサイドフレーム３０ａ及びブラケット３６に設けているが、これに限らず、エンジンルーム３におけるジェネレータ１３及びモータ１７の車幅方向外側に配設された車体側部材に設けてもよい。

さらに、上記実施形態では、車体側マウント支持部材７２を第１及び第２マウント支持ブラケット７２ａ，７２ｂで構成しているが、これに限らず、例えば、第１マウント支持ブラケット７２ａのみで構成してもよい。但し、車体側マウント支持部材７２のマウント７支持剛性の観点からは、前者の方が望ましい。

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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。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、本発明にかかるハイブリッド車両のインバータ配設構造は、車両前部の車体剛性を向上させると共に、インバータ及びエンジン用のエアクリーナを安定支持する用途等に適用できる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 ハイブリッド車両前部のエンジンルームを上側から見た斜視図である。 インバータやエアクリーナを取り外した状態のエンジンルームを上側から見た斜視図である。 エンジンルームを下側から見た斜視図である。 エアクリーナやパワーユニットを取り外した状態のエンジンルームを車両右側から見た斜視図である。 左側サスペンションタワー及び左側ホイールエプロンをその裏面側から見た斜視図である。 パワーユニットの斜視図である。 パワーユニットの正面図である。 エンジンを取り外した状態のパワーユニットの斜視図である。 エンジンやエンジン側ケーシングを取り外した状態のパワーユニットの側面図である。 図１０のXI−XI線断面図である。 パワーユニットを車両後側から見た斜視図である。 パワーユニットを上側から見た斜視図である。 左側防振マウントの斜視図である。 インバータ及びエアクリーナを上側から見た斜視図である。 インバータ及びエアクリーナを下側から見た斜視図である。 ジェネレータ、モータ及びインバータの配置関係を示す概略断面図である。

１ ハイブリッド車両
３ エンジンルーム
１１ デュアルフューエルエンジン
１１ａ エキセントリックシャフト
１３ ジェネレータ
１７ モータ
１７ａ 回転軸
１９ ディファレンシャル
２０ インバータ
２１ エアクリーナ
３０ａ，３０ｂ フロンサイドフレーム（車体側部材）
３１ａ，３１ｂ サスペンションタワー（車体側部材）
３２ 前側クロスメンバ
３２ｊ エアクリーナ支持用の支持部材
３２ｋ サブメンバ（ブラケット）
３２ｎ〜３２ｐ 取付板（ブラケット）
３２ｑ プレート
３２ｒ 防振マウント
３３ サスペンションタワーバー（後側クロスメンバ）
３５ 左側ホイールエプロン
３６ ブラケット
３７ バンパーレインフォースメント
３８ ボルト（締結具）
４ ユニットケーシング
４１ 反エンジン側ケーシング
５ 減速機構
７ 防振マウント
７０ パワーユニット側マウント支持ブラケット
７２ 車体側マウント支持部材
７２ａ 第１マウント支持ブラケット
７２ｂ 第２マウント支持ブラケット

Claims (4)

1. エンジン及びモータを車幅方向に並列配置した車両前部のエンジンルームにインバータを配設するハイブリッド車両のインバータ配設構造であって、
   上記エンジンルームの車両前側及び後側には、車幅方向に延びて車体側部材に連結される前側及び後側クロスメンバがそれぞれ配設されており、
   上記インバータは、上記モータの上側で上記前側及び後側クロスメンバのそれぞれに支持されており、
   上記エンジン用のエアクリーナが、上記エンジンの配置側で上記前側クロスメンバにおける上記インバータ支持部の車幅方向一方側に支持されていることを特徴とするハイブリッド車両のインバータ配設構造。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両のインバータ配設構造において、
   上記前側クロスメンバは、上記エンジンルームの車幅方向両側に車両前後方向に延びるようにそれぞれ配設された上記車体側部材としての左右のフロントサイドフレームの間に架設連結されており、
   上記後側クロスメンバは、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上記車体側部材としての左右のサスペンションタワーの間に架設連結されていることを特徴とするハイブリッド車両のインバータ配設構造。
3. 請求項２記載のハイブリッド車両のインバータ配設構造において、
   上記前側クロスメンバは、上記左右のフロントサイドフレームの前端にバンパーレインフォースメントと共に締結具で共締めされていることを特徴とするハイブリッド車両のインバータ配設構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両のインバータ配設構造において、
   上記前側クロスメンバには、上記エアクリーナ支持用の支持部材が設けられており、
   上記支持部材は、上記前側クロスメンバにおける車幅方向中央側と車幅方向一方側との間に車両後側に向かって架設されたサブメンバと、該サブメンバに支持され、上記エアクリーナを複数のマウントを介して載置支持するプレートとを有していることを特徴とするハイブリッド車両のインバータ配設構造。

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