JP2008218732A - リアクトル固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルを効率的に冷却することができるリアクトル固定構造を提供する。
【解決手段】本発明のリアクトル固定構造は、リアクトルＬ１と、リアクトルＬ１が取り付けられた被取付体と、リアクトルＬ１と被取付体との間に設けられて、リアクトルＬ１を被取付体に固定する固定部材と、リアクトルＬ１を直接冷却する冷却液とを備えている。固定部材はたとえばモールド樹脂３０１で構成されている。リアクトルＬ１の少なくとも一部が冷却液に直接曝されるような態様でリアクトルＬ１を保持し、固定部材は、被取付体に密着して冷却液を封止している。
【選択図】図１１

Description

この発明は、冷却液により冷却されるリアクトルを被取付体に固定する、リアクトル固定構造に関する。

ハイブリッド車両における電圧コンバータには、リアクトルが設けられている。リアクトルは、誘導リアクタンスを利用して変圧を行なうが、その動作において発熱する。

リアクトルの発熱に対応するため、特許文献１（特開２００５−２８６０２０号公報）においては、リアクトルを収納する筐体にヒートシンクを設けている。ヒートシンクは、モータを収容するケースの外面に設けられた冷却水路に挿入される。この構造においては、筐体およびヒートシンクを介して冷却水によりリアクトルが冷却される。

特許文献２（特開平８−１１５８２６号公報）および特許文献３（特開２００２−２０３７２９号公報）には、一部が露出するように樹脂によりモールドしたリアクトルが開示されている。
特開２００５−２８６０２０号公報 特開平８−１１５８２６号公報 特開２００２−２０３７２９号公報

上記特許文献１に記載されたリアクトルの冷却構造においては、リアクトルを、リアクトルを収容する筐体およびヒートシンクを介して冷却水により冷却するため、冷却効率を高くすることができなかった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リアクトルを効率的に冷却することができるリアクトル固定構造を提供することを目的とする。

この発明に基づいたリアクトル固定構造に従えば、リアクトルと、上記リアクトルが取り付けられた被取付体と、上記リアクトルと上記被取付体との間に設けられて、上記リアクトルを上記被取付体に固定する固定部材と、上記リアクトルを直接冷却する冷却液と、を備えている。上記固定部材は、上記リアクトルの少なくとも一部が上記冷却液に直接曝されるような態様で上記リアクトルを保持している。上記固定部材は、上記被取付体に密着して上記冷却液を封止している。

上記リアクトル固定構造において好ましくは、上記固定部材は、上記被取付体に対向し凹部が設けられた対向面と、該対向面の凹部に配設されたシール材とを有している。

上記リアクトル固定構造において好ましくは、上記固定部材は、上記リアクトルの一部が露出するように該リアクトルをモールドしたモールド樹脂である。

上記リアクトル固定構造においてさらに好ましくは、上記モールド樹脂は、上記リアクトルの少なくともひとつの面が露出するように上記リアクトルをモールドしている。

上記リアクトル固定構造において好ましくは、上記被取付体は、回転電機を収容するケースである。

上記リアクトル固定構造においてさらに好ましくは、上記冷却液は、上記回転電機を冷却および潤滑する潤滑油である。

本発明に係るリアクトル固定構造によると、冷却液により直接リアクトルを冷却するので、リアクトルの冷却効率を向上させることができる。また、リアクトルを固定する固定部材により冷却液を封止することができる。

以下、この発明に基づいた各実施の形態におけるリアクトル固定構造について、図を参照しながら説明する。なお、各実施の形態において、同一または相当箇所については同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さないこととする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両１００のモータジェネレータ制御に関する構成を示す回路図である。

図１に示すように、車両１００は、電池ユニット４０と、駆動装置２０と、制御装置３０と、図示しないエンジンおよび車輪とを含む。

駆動装置２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なうパワー制御ユニット２１とを備える。

動力分割機構ＰＳＤは、基本的には、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。

動力分割機構ＰＳＤの２つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１の各回転軸にそれぞれ接続され、他の１つの回転軸は減速機ＲＤに接続される。動力分割機構ＰＳＤと一体化された減速機ＲＤによってモータジェネレータＭＧ２の回転は減速されて動力分割機構ＰＳＤに伝達される。

減速機の回転軸は、図示しない減速ギヤやディファレンシャルギヤによって車輪に結合されている。なお、減速機は必須ではなく、モータジェネレータＭＧ２の回転を減速せずに動力分割機構ＰＳＤに伝達する構成でもよい。

電池ユニット４０には端子４１，４２が設けられている。また駆動装置２０には端子４３，４４が設けられている。車両１００は、さらに、端子４１と端子４３とを結ぶパワーケーブル６と、端子４２と端子４４とを結ぶパワーケーブル８とを含む。

電池ユニット４０は、バッテリＢと、バッテリＢの負極と端子４２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３と、バッテリＢの正極と端子４１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、バッテリＢの正極と端子４１との間に直列に接続される、システムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３０から与えられる制御信号ＳＥに応じて導通／非導通状態が制御される。

電池ユニット４０は、さらに、バッテリＢの端子間の電圧ＶＢを測定する電圧センサ１０と、バッテリＢに流れる電流ＩＢを検知する電流センサ１１とを含む。

バッテリＢとしては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。また、バッテリＢに代わる蓄電装置として電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いることもできる。

パワー制御ユニット２１は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ対応して設けられるインバータ２２，１４と、インバータ２２，１４に共通して設けられる昇圧コンバータ１２とを含む。

昇圧コンバータ１２は、端子４３，４４間の電圧を昇圧する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

昇圧コンバータ１２は、一方端が端子４３に接続されるリアクトルＬ１と、昇圧後の電圧ＶＨを出力する昇圧コンバータ１２の出力端子間に直列に接続されるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、平滑用コンデンサＣ２とを含む。平滑用コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

インバータ１４は車輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１４は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、昇圧コンバータ１２の出力ライン間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、昇圧コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。インバータ２２は、モータジェネレータＭＧ１に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。

また、インバータ２２は、エンジンのクランクシャフトから伝達される回転トルクによってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。

制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨ、電流ＩＢの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。

ここで、トルク指令値ＴＲ１，モータ回転数ＭＲＮ１およびモータ電流値ＭＣＲＴ１はモータジェネレータＭＧ１に関するものであり、トルク指令値ＴＲ２，モータ回転数ＭＲＮ２およびモータ電流値ＭＣＲＴ２はモータジェネレータＭＧ２に関するものである。

また、電圧ＶＢはバッテリＢの電圧であり、電流ＩＢは、バッテリＢに流れる電流である。電圧ＶＬは昇圧コンバータ１２の昇圧前電圧であり、電圧ＶＨは昇圧コンバータ１２の昇圧後電圧である。

そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示する信号ＣＳＤＮを出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２の出力である直流電圧をモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ２とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対して直流電圧をモータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ１とを出力する。

図２は、図１における動力分割機構ＰＳＤおよび減速機ＲＤの詳細を説明するための模式図である。

図２に示すように、この車両駆動装置は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に接続される減速機ＲＤと、減速機ＲＤで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１と、減速機ＲＤとエンジン４とモータジェネレータＭＧ１との間で動力分配を行なう動力分割機構ＰＳＤとを備える。減速機ＲＤは、モータジェネレータＭＧ２から動力分割機構ＰＳＤへの減速比が、たとえば２倍以上である。

エンジン４のクランクシャフト５０とモータジェネレータＭＧ１のロータ３２とモータジェネレータＭＧ２のロータ３７とは同じ軸を中心に回転する。

動力分割機構ＰＳＤは、図２に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ５１と、クランクシャフト５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ５２と、サンギヤ５１とリングギヤ５２との間に配置され、サンギヤ５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ５３と、クランクシャフト５０の端部に結合され各ピニオンギヤ５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ５４とを含む。

動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ５２に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ５４に結合されたクランクシャフト５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

動力の取出用のカウンタドライブギヤ７０がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤＤＥＦに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦによって駆動される。

モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ３１と、ステータ３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ３２とを含む。ステータ３１は、ステータコア３３と、ステータコア３３に巻回される三相コイル３４とを含む。ロータ３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ１は、ロータ３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ３２の回転との相互作用により三相コイル３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ３６と、ステータ３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ３７とを含む。ステータ３６は、ステータコア３８と、ステータコア３８に巻回される三相コイル３９とを含む。

ロータ３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤケースに減速機ＲＤによって結合されている。ステータコア３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ３７の回転との相互作用により三相コイル３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ３７を回転駆動する電動機として動作する。

減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ６６が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ３７のシャフトに結合されたサンギヤ６２と、リングギヤ５２と一体的に回転するリングギヤ６８と、リングギヤ６８およびサンギヤ６２に噛み合いサンギヤ６２の回転をリングギヤ６８に伝達するピニオンギヤ６４とを含む。

たとえば、サンギヤ６２の歯数に対しリングギヤ６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。

図３は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の外観を示す斜視図であり、図４は、駆動装置の平面図である。

図４に示すように、駆動装置２０のケースは、ケース１０４とケース１０２とに分割可能に構成されている。ケース１０４は主としてモータジェネレータＭＧ１を収容する部分であり、ケース１０２は、主としてモータジェネレータＭＧ２およびパワー制御ユニットを収容する部分である。

ケース１０４にはフランジ１０６が形成され、ケース１０２にはフランジ１０５が形成されている。フランジ１０６とフランジ１０５とが図示しないボルト等で固定されることにより、ケース１０４とケース１０２とが一体化される。

図３および図４に示すように、ケース１０２にはパワー制御ユニットを組付けるための開口１０８が設けられている。この開口１０８の内部左側部分（車両進行方向側）にはコンデンサＣ２が収容され、中央部分にはパワー素子基板１２０と端子台１１６，１１８とが収容され、右側部分にはリアクトルＬ１とが収容されている。なお、この開口１０８は車両搭載状態においては蓋により閉じられている。また、コンデンサＣ２を右側に、リアクトルＬ１を左側に収容するように入れ換えても良い。

つまり、リアクトルＬ１はモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転軸の一方側に配置され、コンデンサＣ２は回転軸の他方側に配置されている。そしてコンデンサＣ２とリアクトルＬ１との間の領域にパワー素子基板１２０が配置されている。パワー素子基板１２０の下方にはモータジェネレータＭＧ２が配置されている。

パワー素子基板１２０にはモータジェネレータＭＧ１を制御するインバータ２２と、モータジェネレータＭＧ２を制御するインバータ１４と、昇圧コンバータのアーム部１３とが搭載されている。

インバータ１４とインバータ２２との間の領域には上下に重ねて配置された電源用バスバーが設けられている。インバータ１４のＵ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、Ｗ相アーム１７からはそれぞれ１本ずつのバスバーがモータジェネレータＭＧ２のステータコイルにつながる端子台１１６に向けて設けられている。同様にインバータ２２からも３本のバスバーがモータジェネレータＭＧ１のステータコイルにつながる端子台１１８に向けて設けられている。

パワー素子基板１２０は高温になるためこれを冷却するためにパワー素子基板１２０の下には通水路が設けられており、通水路への冷却水入口１１４と冷却水出口１１２とがケース１０２に設けられている。なお、この入口や出口などは、たとえば、ケース１０２に対し、フランジ１０６，１０５を貫通させてユニオンナット等を打ち込んで構成される。

図１の電池ユニット４０から端子４３，４４にパワーケーブルを介して与えられた電圧はリアクトルＬ１およびアーム部１３を含む昇圧コンバータ１２によって昇圧されコンデンサＣ２によって平滑化されてインバータ１４および２２に供給される。

このように昇圧コンバータ１２を用いて電池電圧を昇圧して用いる。これによりバッテリ電圧を２００Ｖ程度に低減しつつ、かつモータジェネレータを５００Ｖを超える高電圧で駆動することが可能となる。その結果、電力供給を小電流で行なうことにより電気損失を抑制しかつモータの高出力を実現することができる。

図４に示すように、ケース１０２にはリアクトルＬ１に冷却用の潤滑油を導くためのオイル通路２１０がさらに設けられている。オイル通路２１０は図２のカウンタドリブンギヤ１３２によってはね上げられた潤滑油をカウンタドリブンギヤ１３２側からリアクトルＬ１側に導く。

図５は、駆動装置を図４のＸ１方向から見た側面図である。
図５に示すように、ケース１０２にはモータジェネレータ組付け用および保守用の開口１０９が設けられており、この開口１０９は車両搭載状態においては蓋により閉じられている。

開口１０９の内部にはモータジェネレータＭＧ２が配置されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相のバスバーが接続されるステータ３６の内部にロータ３７が配置されている。ロータ３７の中央部分には中空のシャフト６０が見えている。

図５に示すように、ケース１０２のパワー制御ユニット２１を収容する収容室にはモータジェネレータＭＧ２のステータ３６が大きく食い込んでいるので、モータジェネレータＭＧ２の一方側にはリアクトルＬ１が配置され他方側にはコンデンサＣ２が配置され、大型部品を効率よく収容している。このため、コンパクトなハイブリッド車両の駆動装置が実現できている。

図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面における断面図である。図６には、モータジェネレータＭＧ２の断面およびパワー制御ユニット２１を収容する収容室の断面が示されている。

このハイブリッド車両の駆動装置は、同軸上に各ロータの回転中心軸が配置されるモータジェネレータＭＧ２およびＭＧ２の奥に配置されるモータジェネレータＭＧ１と、クランクシャフトの回転中心軸と同軸上にかつモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の間に配置される動力分割機構と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なうパワー制御ユニット２１とを備える。パワー制御ユニット２１は、モータジェネレータＭＧ２の回転中心軸に対し、少なくとも一方側にリアクトルＬ１が他方側に平滑用コンデンサＣ２が分割配置される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構、およびパワー制御ユニット２１は、金属製のケースに収容されて一体化されている。

モータジェネレータＭＧ２の潤滑油がパワー素子基板１２０側に漏れ出ないようにケース１０２には２つの空間を仕切る隔壁２００が設けられている。この隔壁２００の上面部分にはパワー素子基板１２０を冷却するための水路１２２が設けられ、この水路１２２は先に説明した冷却水入口１１４および冷却水出口１１２と連通している。

端子４４からはバスバー１２８によってマイナス側の電源電位がパワー素子基板１２０に伝達される。また端子４３からは図示しないが他のバスバーによってリアクトルＬ１に対して正の電源電位が伝達される。

なおこのパワー制御ユニットを収容する収容室には減速ギヤの回転軸１３０を支持する部分が食い込んでいる。

モータジェネレータＭＧ２の断面部分について説明すると、ステータ３６のコイル３９の巻回部分がステータ内周側に見えており、さらにその内周にはロータ３７、ケースの隔壁２０２およびロータの中空シャフト６０が見えている。

また、図６においては、回転軸１３０の上部にオイル通路２１０の断面が見えている。
すなわち、車両の駆動装置は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の制御を行なうパワー制御ユニット２１と、モータジェネレータＭＧ２およびパワー制御ユニット２１を収容するケースとを備える。パワー制御ユニット２１は、モータジェネレータＭＧ２を駆動する第１のインバータと、電源電圧を昇圧して第１のインバータに与える電圧コンバータとを含む。電圧コンバータは、リアクトルＬ１を含む。リアクトルＬ１に潤滑油が直接接触して冷却液となる。潤滑油にリアクトルＬ１の熱が吸収され、リアクトルＬ１が冷却される。ケースには、オイル通路２１０をその一部とする潤滑油の循環経路が形成され、リアクトルＬ１は、循環経路上に配置される。

図７は、図４のＸ２方向から駆動装置を見た側面図である。図７において、パワー素子基板の上部にパワー素子を制御する制御基板１２１が配置されている。

図８は、図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。
図７および図８に示すように、エンジンのクランクシャフト５０はダンパ１２４に接続され、ダンパ１２４の出力軸は動力分割機構ＰＳＤに接続される。

エンジンが配置される側からはダンパ１２４、モータジェネレータＭＧ１、動力分割機構ＰＳＤ、減速機ＲＤおよびモータジェネレータＭＧ２の順で、同一の回転軸上に並んでこれらが配置されている。モータジェネレータＭＧ１のロータ３２のシャフトは中空であり、この中空部分にダンパ１２４からの出力軸が貫通している。

モータジェネレータＭＧ１のロータ３２のシャフトは、動力分割機構ＰＳＤ側にサンギヤ５１とスプライン嵌合されている。ダンパ１２４のシャフトは、プラネタリキャリヤ５４と結合されている。プラネタリキャリヤ５４は、ピニオンギヤ５３の回転軸をダンパ１２４のシャフトの周りに回転自在に支持する。ピニオンギヤ５３は、サンギヤ５１およびリングギヤケースの内周に形成された図２のリングギヤ５２と噛み合う。

またモータジェネレータＭＧ２のロータシャフト６０の減速機ＲＤ側は、サンギヤ６２とスプライン嵌合されている。減速機ＲＤのプラネタリキャリヤ６６は、ケース１０２の隔壁２０２に固定されている。プラネタリキャリヤ６６は、ピニオンギヤ６４の回転軸を支持する。ピニオンギヤ６４は、サンギヤ６２およびリングギヤケースの内周に形成された図２のリングギヤ６８と噛み合う。

図８を見ればわかるように、モータジェネレータＭＧ１およびダンパ１２４はケース１０４の図右方向の開口１１１から組付けることができ、モータジェネレータＭＧ２はケース１０２の左方向の開口１０９から組付けることができ、減速機ＲＤおよび動力分割機構ＰＳＤはフランジ１０５，１０６の合わせ面から組付けることができる。

ケース１０２の開口１０９は、潤滑油が漏れないように蓋７１および液状ガスケット等で密閉される。ケース１０４の開口１１１の奥には蓋７２が設けられ、ＭＧ１を収容する空間は潤滑油が漏れないように液状ガスケット等やオイルシール８１によって密閉される。

モータジェネレータＭＧ１のロータ３２のシャフトは、蓋７２との間に設けられたボールベアリング７８および隔壁２０３との間に設けられたボールベアリング７７によって回転自在に支持されている。ロータ３２のシャフトは中空であり、ダンパ１２４のシャフトがその内部を貫通している。ロータ３２のシャフトとダンパ１２４のシャフトの間にはニードルベアリング７９，８０が設けられている。

モータジェネレータＭＧ２のロータ３７のシャフトは、蓋７１との間に設けられたボールベアリング７３および隔壁２０２との間に設けられたボールベアリング７４によって回転自在に支持されている。

減速機ＲＤのリングギヤと動力分割機構ＰＳＤのリングギヤがともに内周に刻まれたリングギヤケースは、隔壁２０２との間に設けられたボールベアリング７５および隔壁２０３との間に設けられたボールベアリング７６によって、回転自在に支持されている。

パワー制御ユニット２１を収容する収容室とモータジェネレータＭＧ２を収容する収容室とはケース１０２の隔壁２０２で隔てられているが、その一部は端子台１１６が挿入される貫通孔でつながっている。この端子台１１６にはモータジェネレータＭＧ２のステータコイルのバスバーが一方側に接続され、インバータ１４のバスバーが他方側に接続される。そしてこれらのバスバーを電気的に接続可能なように、端子台１１６の内部には導電性部材が通されている。つまり端子台１１６は、モータジェネレータＭＧ２側からの潤滑油分を通さないでかつ電気を通すように構成されている。

同様に、端子台１１８によって、パワー制御ユニットが収容される空間とモータジェネレータＭＧ１が収容される空間とが、電気を通しかつ潤滑油分を通さない状態で接続されている。

図８においてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータ下部にはオイルパンが設けられている。車両停止時においてしばらく静止状態であった場合のオイルレベルＬＶＳと、走行時において潤滑油が各部を潤滑している場合のオイルレベルＬＶＤが示されている。

図９は、リアクトルの構造を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。リアクトルＬ１は、たとえば電磁鋼板が積層されたコアにコイルが巻回された構造を有する。リアクトルＬ１は、図９に示すように、リアクトルのひとつの面が露出するようにモールド樹脂３０１によりモールドしている。図９に示す実施の形態では、リアクトルＬ１を正面が全て露出するようにモールドしている。露出した部分が冷却液に直接冷却される冷却領域となるので、露出部分は多いほど好ましい。露出部分は、リアクトルＬ１の形状や発熱量などに応じて応じて種々設定することができる。本実施の形態のように、リアクトルＬ１のひとつの面を全て露出させることにより、冷却液を効率的に接触させることができる。これにより効率的なリアクトルＬ１の冷却が可能である。

モールド樹脂３０１は、略筒状の筒状部３１０と、筒状部３１０の端部に設けられたフランジ部３２０とを有する。筒状部３１０は、端面（リアクトルＬ１の正面）から見た図９（ｃ）に示すように、リアクトルＬ１の外周を囲むように、角が丸められた長方形に構成されている。この形状はリアクトルＬ１の形状に応じて種々変更することができる。

筒状部３１０の外周には溝３１１が設けられている。溝３１１の内部には、シール材３１５が配設されている。シール材３１５としてはたとえば合成ゴムなどで構成されたＯリングなどを用いることができる。

筒状部３１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２などが収容されたケース１０２に設けられた開口部２０３に挿入される（図１２参照）。この開口部２０３の内周面は、筒状部３１０の外周と略同一の形状を有している。シール材３１５が開口部２０３および筒状部３１０に密着することにより、ケース１０２と筒状部３１０との間の液密性を向上させることができる。

フランジ部３２０は４つの貫通穴３２１を有している。貫通穴３２１にはモールド樹脂３０１をケース１０２に固定するためのボルトが貫通される。

リアクトルＬ１をモールドするときには、まずリアクトルＬ１を所定形状の金型内に配置する。次に、その金型内に溶融したモールド樹脂を注入する。このとき、リアクトルＬ１の一部はモールド樹脂から露出するようにする。モールド樹脂が固まった後に金型を取り外すことで、樹脂モールドされたリアクトルＬ１を構成することができる。

モールド樹脂としては、耐油性および耐熱性に優れた樹脂を用いることが好ましい。このような観点から、たとえば、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）樹脂、ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）樹脂、ポリアミド、ナイロンなどを用いることができる。

図１０は、図４のＸ−Ｘにおける部分断面を示した部分断面図である。
図１０に示すように、リアクトルＬ１を収容する第１の収容室であるオイル室２１６は外周が囲まれて他の電子部材が収容される空間とは仕切られている。オイル通路２１０からオイル室２１６に流れ込んだ潤滑油はリアクトルＬ１の露出した面に直接接触して冷却し矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に示すように流れオイル抜き孔２１４から減速ギヤＲＧ側に戻される。

図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ断面を示した断面図である。
図１１において、オイル室２１６の内部には、リアクトルＬ１の断面が示されている。

そしてリアクトルＬ１に近接して、図６で示された減速ギヤＲＧの回転軸１３０が配置され、減速ギヤＲＧのカウンタドリブンギヤ１３２が中央部に示される。減速ギヤＲＧの回転軸１３０はボールベアリング２２０，２２２によって回転自在に支持されている。カウンタドリブンギヤ１３２は図２のカウンタドライブギヤ７０と噛み合う。そしてこのカウンタドリブンギヤ１３２の同軸上にファイナルドライブギヤ１３３が設けられ、これに噛み合うファイナルドリブンギヤであるディファレンシャルギヤＤＥＦがその下方に示されている。

ケース１０２の図１１における左側面には蓋２１２が設けられている。蓋２１２を取付ける前には、その開口からモールド樹脂３０１が設けられたリアクトルＬ１をケース１０２に挿入することができる。

図１２は、図１１におけるリアクトルの取付構造を示す断面図であり、図１３は、リアクトルの取付構造の変形例である。上述のように、ケース１０２は、リアクトルＬ１をモールドする樹脂モールド３０１の一部が挿入される開口部２３０を有している。開口部２３０の内周面には、樹脂モールド３０１の筒状部３１０が挿入される。筒状部３１０の溝３１１にはシール材３１５が設けられている。シール材３１５が設けられた樹脂モールド３０１により潤滑油が外部に漏れることを防止している。

ケース１０２の開口部２３０には、筒状部１０の先端部が当接されるリブ２３１が設けられている。

ケース１０２は、モールド樹脂３０１のフランジ部３２０に対向する当接面２３２を有している。フランジ部３２０は当接面２３２に当接される。フランジ部３２０の貫通穴３２１にはボルト３５０が挿通されケース１０２に螺合する。これによりモールド樹脂３０１がケース１０２に固定される。

図１２に示す構造においては、リアクトルＬ１のモールド樹脂３０１に向かう面とモールド樹脂３０１との間には間隙Ｇを設けている。モールド樹脂３０１とリアクトルＬ１との密着性を向上させるため、図１３に示すように、間隙Ｇにもモールド樹脂を注入するようにしてもよい。

図１４は、ディファレンシャルギヤおよび減速ギヤによって潤滑油が掻き揚げられる方向を示した図である。

図１１および図１４に示すように、オイルパンに貯蔵されている潤滑油は矢印Ｆ８，Ｆ９に示すようにディファレンシャルギヤＤＥＦの回転に応じて減速ギヤＲＧに向けてはね上げられる。そしてさらに潤滑油は減速ギヤＲＧの回転に応じて矢印Ｆ１０〜Ｆ１２に示すようにさらに上に掻き揚げられる。

そして、潤滑油は、図１１の矢印Ｆ５，Ｆ６に示すようにオイル通路２１０内部を流れてオイル室２１６に流入しリアクトルＬ１を冷却する。そしてオイル抜き孔２１４から矢印Ｆ７に示すように減速ギヤＲＧを収容する空間に向けて流出する。

なお、流量を制限するオリフィスの役目を果たす程度にオイル抜き孔２１４の径を小さくしておけば、潤滑油がオイル室２１６に流入する状況においてリアクトルＬ１を潤滑油に浸漬状態に保つことも可能である。

この潤滑油としては、ＡＴＦ（Automatic Fluid）などを用いることができる。この潤滑油は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にも導かれ、これらの潤滑および冷却を行なう。

また、本実施の形態では、リアクトルの熱を放熱するために流動性のある潤滑油を利用しているが、オイル抜き孔を設けずに潤滑油にリアクトルを浸漬させてリアクトルの熱をケースに伝達するようにしても良い。さらに別の例として、たとえば、流動性が低いグリースなどでケース内のリアクトルとケースとの間の隙間を埋めてリアクトルの熱をケースに伝達して放熱するような構造にしても良い。これらの場合では、潤滑油やグリースは、リアクトルからケースに熱を伝達することでリアクトルを冷却する冷却液に該当する。

図１５は、図１０のＸＶ−ＸＶにおける部分断面を示した部分断面図である。図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩにおける部分断面を示した部分断面図である。

図１５および図１６に示すように、減速ギヤＲＧのカウンタドリブンギヤ１３２によって掻き揚げられた潤滑油は、矢印Ｆ１７，Ｆ１８およびＦ１４，Ｆ１３に示すように上部に向けて掻き揚げられる。これをオイルキャッチ板２２４によって受止めるように構成しておけば、掻き揚げられたオイルの一部を矢印Ｆ１５，Ｆ１６に示すようにリアクトルＬ１が収容されるオイル室２１６に向けて効果的に導くことができる。

図１７は、リアクトル部分の変形例を示す図である。図１７に示した変形例は、図９に示した構成とモールド樹脂の形状が異なる。変形例では、モールド樹脂３０１の上端部にフランジ部３３０を設けている。

オイル室２１６の上側には開口が設けられている。その開口からモールド樹脂３０１が設けられたリアクトルＬ１がオイル室２１６の内部に挿入されている。フランジ部３２１には図示しないボルトが貫通され、ケース１０２にフランジ部３２１が固定されている。本変形例ではモールド樹脂３０１のフランジ部３２１を含む上部により、オイル室２１６の蓋部が構成されている。

以上説明したように、本実施の形態のリアクトルＬ１は、モールド樹脂３０１から一部が露出するようにモールドされている。その露出した部分に、冷却液として機能する潤滑油が直接接触するように供給されるので、リアクトルＬ１を効率的に冷却することができる。

従来はリアクトルＬ１の放熱効率の問題からリアクトルＬ１の小型化が妨げられていた。本実施の形態のように直接冷却液で冷却することで、リアクトルＬ１の放熱の問題が解消される。これにより、リアクトルＬ１を最小限の大きさとすることができる。その結果、リアクトルＬ１を小型化することができる。

また、リアクトルＬ１にモールド樹脂３０１を設け、これによりリアクトルＬ１をケース１０２に固定したので、簡単な構造でリアクトルＬ１をケース１０２に固定することができる。また、このモールド樹脂３０１により冷却液として機能する潤滑油をケース１０２の内部に封入したので、簡単な構造で潤滑油のシールを行なうことができる。これらによりリアクトル固定構造を小型化することができる。

さらにリアクトルＬ１の冷却効率を向上させる必要がある場合には、冷却液の熱を放熱するためのヒートシンクをケース１０２に設けてもよい。

なお、本願発明は、エンジンの加速時等にモータでアシストするようなパラレルハイブリッドにも適用が可能であり、またモータを駆動装置に１つしか一体化させていない構成にも適用が可能である。

また、本実施の形態では、リアクトルＬ１を、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２などを収容したケース１０２に固定する場合について説明した。本発明はリアクトルＬ１をケース１０２以外の他の構造体に取り付ける場合においても適用することができる。

（実施の形態２）
図１８は、実施の形態２における車両の駆動装置の断面を示した図である。

図１８に示すように、実施の形態２においてはリアクトルＬ１ＡがモータジェネレータＭＧ２の下部のオイルパン内に配置される。そして、実施の形態１においてディファレンシャルギヤＤＥＦおよび減速ギヤＲＧによって掻き揚げられた潤滑油がリアクトルＬ１Ａに対して矢印Ｆ１９，Ｆ２０に示すように滴下されるようなオイル経路を隔壁２００に設けておく。これによりリアクトルＬ１Ａにおける発熱は潤滑油を介して放熱される。

なお、コンデンサＣ２がリアクトルＬ１Ａと干渉したり、また隔壁２００にオイル経路を設けるのに邪魔になったりする場合には、実施の形態１においてリアクトルを置いておいた部分にコンデンサを移してもよい。たとえばコンデンサＣ２に代えてコンデンサＣ２Ａを配置することができる。

実施の形態２においても、昇圧コンバータおよびインバータと一体化された駆動装置が実現できる。そして、一体化した場合でも昇圧コンバータのリアクトルの発熱を良好に放熱することができ、昇圧コンバータの効率低下を避けることができる。

図１９は、潤滑油を循環させる手段の変形例を説明するための図である。
図１９に示す構成は、実施の形態１に示した構成において、オイルをギヤで掻き揚げる構成に換えて、オイル溜から潤滑油を汲み上げてリアクトルＬ１の冷却のために供給するオイルポンプを備えている。

図１９に示すように、このオイル循環経路の例では、トロコイド式のオイルポンプ４００を設けてケース底部のオイル溜から潤滑油を汲み上げてオイル通路４０７に送出する。オイル通路４０７の出口は、潤滑油の潤滑経路において基板１２０を含むパワー制御ユニットよりも上流部に位置する。

オイルポンプ４００は、ディファレンシャルギヤＤＥＦに噛み合う駆動ギヤ４０２と、駆動ギヤ４０２と軸が結合され共に回転するインナーロータ４０４と、インナーロータ４０４と内側の歯が噛み合うアウターロータ４０６とを含む。

オイル通路４０７の出口はリアクトルＬ１に冷却用の潤滑油を導くためのオイル通路２１０およびオイル室２１６と通じている。オイル通路２１０からオイル室２１６に流れ込んだ潤滑油はリアクトルＬ１を冷却し矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に示すように流れオイル抜き孔２１４から減速ギヤＲＧ側に戻される。

図１９に示した変形例でも実施の形態１に示した例と同様な効果を得ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両のモータジェネレータ制御に関する構成を示す回路図である。 図１における動力分割機構および減速機の詳細を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の外観を示す斜視図である。 駆動装置の平面図である。 駆動装置を図４のＸ１方向から見た側面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ断面における断面図である。 図４のＸ２方向から駆動装置を見た側面図である。 図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。 リアクトルの構造を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 図４のＸ−Ｘにおける部分断面を示した部分断面図である。 図１０におけるＸＩ−ＸＩ断面を示した断面図である。 図１１におけるリアクトルの取付構造を示す断面図である。 リアクトルの取付構造の変形例である。 ディファレンシャルギヤおよび減速ギヤによって潤滑油が掻き揚げられる方向を示した図である。 図１０のＸＶ−ＸＶにおける部分断面を示した部分断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩにおける部分断面を示した部分断面図である。 リアクトル部分の変形例を示した図である。 実施の形態２における車両の駆動装置の断面を示した図である。 潤滑油を循環させる手段の変形例を説明するための図である。

符号の説明

４ エンジン、６，８ パワーケーブル、１０ 電圧センサ、１１，２４ 電流センサ、１２ 昇圧コンバータ、１３ アーム部、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２０ 駆動装置、２１ パワー制御ユニット、３０ 制御装置、３１，３６ ステータ、３２，３７ ロータ、３３，３８ ステータコア、３４，３９ 三相コイル、４０ 電池ユニット、４１，４２，４３，４４ 端子、５０ クランクシャフト、５１，６２ サンギヤ、５２ リングギヤ、５３，６４ ピニオンギヤ、５４，６６ プラネタリキャリヤ、６０ シャフト、６８ リングギヤ、７０ カウンタドライブギヤ、７１，７２，２１２ 蓋、７３，７４，７５，７６，７７，７８ ボールベアリング、７９，８０ ニードルベアリング、８１ オイルシール、１００ ハイブリッド車両、１０２，１０４ ケース、１０５，１０６ フランジ、１０８，１０９，１１１ 開口、１１２ 冷却水出口、１１４ 冷却水入口、１１６，１１８ 端子台、１２０ パワー素子基板、１２１ 制御基板、１２２ 水路、１２４ ダンパー、１２８ バスバー、１３０ 回転軸、１３２ カウンタドリブンギヤ、１３３ ファイナルドライブギヤ、２００，２０２，２０３ 隔壁、２１０ オイル通路、２１４ オイル抜き孔、２１６ オイル室、２２０，２２２ ボールベアリング、２２４ オイルキャッチ板、２３０ 開口部、２３１ リブ、２３２ 当接面、３０１ モールド樹脂、３１０ 筒状部、３１１ 溝、３１５ シール材、３２０ フランジ部、３２１ 貫通穴、３５０ ボルト、４００ オイルポンプ、４０２ 駆動ギヤ、４０４ インナーロータ、４０６ アウターロータ、４０７ オイル通路、Ｂ バッテリ、Ｃ２，Ｃ２Ａ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＤＥＦ ディファレンシャルギヤ、Ｇ 間隙、Ｌ１，Ｌ１Ａ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＳＤ 動力分割機構、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ 制限抵抗、ＲＤ 減速機、ＲＧ 減速ギヤ、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー。

Claims (6)

1. リアクトルと、
   前記リアクトルが取り付けられた被取付体と、
   前記リアクトルと前記被取付体との間に設けられて、前記リアクトルを前記被取付体に固定する固定部材と、
   前記リアクトルを直接冷却する冷却液と、を備え、
   前記固定部材は、前記リアクトルの少なくとも一部が前記冷却液に直接曝されるような態様で前記リアクトルを保持し、
   前記固定部材は、前記被取付体に密着して前記冷却液を封止する、リアクトル固定構造。
2. 前記固定部材は、前記被取付体に対向し凹部が設けられた対向面と、該対向面の凹部に配設されたシール材と、を有している、請求項１に記載のリアクトル固定構造。
3. 前記固定部材は、前記リアクトルの一部が露出するように該リアクトルをモールドしたモールド樹脂である、請求項２に記載のリアクトル固定構造。
4. 前記モールド樹脂は、前記リアクトルの少なくともひとつの面が露出するように前記リアクトルをモールドしている、請求項３に記載のリアクトル固定構造。
5. 前記被取付体は、回転電機を収容するケースである、請求項１から４のいずれかに記載のリアクトル固定構造。
6. 前記冷却液は、前記回転電機を冷却および潤滑する潤滑油である、請求項５に記載のリアクトル固定構造。

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