JP2021164234A - 回転電機駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも小型で安価な回転電機駆動ユニットを提供すること。【解決手段】回転電機駆動ユニット１は、第１回転軸１０ａを有する駆動用モータ１０と、第１回転軸１０ａと平行である第２回転軸１１ａを有する発電用モータ１１と、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１を収容し、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの側に開口部１２ａを有するハウジング１２と、開口部１２ａに配置される蓋部材１３と、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置されるように蓋部材１３の外側に取り付けられ、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１の少なくとも一方を制御するＰＣＵ１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機駆動ユニットに関する。

従来、ハイブリッド車両や電気車両等において、回転電機の上方に、該回転電機を制御するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）を配置する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。回転電機の発熱によりＰＣＵを構成する部品が壊れることを防止するために、通常、ＰＣＵと回転電機との間には空気層が設けられる。

特開２０１６−１４０１９８号公報

しかしながら、ＰＣＵとモータとの間に空気層が設けられることにより、装置が大型化していた。装置の小型化を目的として、例えば回転電機を収容するモータケースにＰＣＵ部品を直接取り付けることも考えられるが、この場合にはＰＣＵ部品を組み立てるクリーンルーム内へのモータケースの搬入、組み立て作業が必要となり、組み立て費用や輸送費が嵩む。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも小型で安価な回転電機駆動ユニットを提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る回転電機駆動ユニット（例えば、後述する回転電機駆動ユニット１，２，３，４）は、車両に搭載される回転電機駆動ユニットであって、第１回転軸（例えば、後述する第１回転軸１０ａ）を有する第１回転電機（例えば、後述する駆動用モータ１０）と、前記第１回転軸と平行である第２回転軸（例えば、後述する第２回転軸１１ａ）を有する第２回転電機（例えば、後述する発電用モータ１１）と、前記第１回転電機及び前記第２回転電機を収容し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の側に開口部（例えば、後述する開口部１２ａ）を有するハウジング（例えば、後述するハウジング１２）と、前記開口部に配置される蓋部材（例えば、後述する蓋部材１３）と、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置されるように前記蓋部材の外側に取り付けられ、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の少なくとも一方を制御する電力変換装置（例えば、後述するＰＣＵ１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）と、を備える。

（１）の回転電機駆動ユニットによれば、ハウジングの蓋部材と電力変換装置を収容するＰＣＵケースとを一体化し、ハウジングの開口部を覆う蓋部材に電力変換装置を直接配置する。そのため、電力変換装置と第１回転電機及び第２回転電機との間に別途空気層が設けられてはいないため、回転軸方向の電力変換装置の厚みを抑制しつつ、回転電機駆動ユニットを小型化できる。

（２） （１）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記電力変換装置は、半導体モジュール（例えば、後述するパワーモジュール１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ）を有し、前記半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置されてよい。

（２）の回転電機駆動ユニットによれば、剛性部材である半導体モジュールが、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機及び第２回転電機と重なる位置に配置されているため、モータケースやトランスミッションケースに生じる振動をより確実に抑制することができる。

（３） （１）又は（２）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記回転電機駆動ユニットは、前記電力変換装置を冷却する冷却器（例えば、後述するウォータジャケット１５５）をさらに備え、前記冷却器は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置されてよい。

（３）の回転電機駆動ユニットによれば、剛性部材である冷却器が、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機及び第２回転電機と重なる位置に配置されているため、モータケースやトランスミッションケースに生じる振動をより確実に抑制することができる。特に、第１回転電機及び第２回転電機のハウジングに対する取り付け点に、剛性の高い冷却器を配置することができるため、振動に伴う変形も抑制することができる。

（４） （１）から（３）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１５１）を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電力変換装置の全体と比較して、上下方向の中間部分の位置が上方であってよい。

（４）の回転電機駆動ユニットによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータが、電力変換装置の全体と比較して、上下方向の中間部分の位置が上方である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータが電力変換装置における上方に配置されるため、上方から接続される低圧バッテリ（１２Ｖバッテリ）等の低圧系統との接続経路を短縮させることができる。また、仮にエンジンルーム内が浸水した場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータが水没するのを抑制できる。

（５） （１）から（４）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記電力変換装置は、電源からの入力部（例えば、後述するＤＣコネクタ１５２）を有し、前記入力部は、前記電力変換装置における上方に配置されてよい。

（５）の回転電機駆動ユニットによれば、入力部が電力変換装置における上方に配置されているため、エンジンルーム内に、第１回転電機及び第２回転電機、ギヤ、及び電力変換装置を組み付けた後にＤＣケーブルを接続できる。そのため、回転電機駆動ユニットの製造時における組立性を向上できる。

（６） （１）から（５）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記電力変換装置は、該電力変換装置を構成する各部品（例えば、後述するパワーモジュール１５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１、ＤＣコネクタ１５２、リアクトル１５３、コンデンサ１５４）が、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に垂直な面で並ぶように一階層に配置されてよい。

（６）の回転電機駆動ユニットによれば、電力変換装置を構成する各部品が、第１回転軸及び第２回転軸の方向に垂直な面で並ぶように一階層に配置されるため、電力変換装置における第１回転軸及び第２回転軸の方向の厚さが厚くなることを抑制できる。また、電気配策や冷却回路をシンプルにすることができ、回転電機駆動ユニットの小型化を実現できる。さらには、電力変換装置が一階層に配置されるため、技術の進化に応じて高さ方向に電力変換装置の各部品の小型化を進めていくことが可能であり、同一の冷却回路や電気配線を活用することができるため、高コモナリ性を確保でき、開発工数の削減が可能となる。

（７） （１）から（６）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記ハウジングの上面に配置される蓄電装置（例えば、後述する１２Ｖバッテリ９０）をさらに備えてよい。

従来、ハウジングの上面には電力変換装置が配置されていたのに対して、本発明ではハウジングの側面に電力変換装置が配置される。そこで、（７）の回転電機駆動ユニットによれば、ハウジングの上面に低圧バッテリ（１２Ｖバッテリ）等の蓄電装置を配置するため、ＤＣ／ＤＣコンバータとの接続経路をより短縮させることができる。

（８） （１）から（７）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記第１回転電機は、駆動用回転電機（例えば、後述する駆動用モータ１０）であり、前記第２回転電機は、発電用回転電機（例えば、後述する発電用モータ１１）であり、前記電力変換装置は、該電力変換装置を構成する部品として、ＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１５１）、リアクトル（例えば、後述するリアクトル１５３）、コンデンサ（例えば、後述するコンデンサ１５４）、前記駆動用回転電機用の半導体モジュール（例えば、後述する駆動モータ用パワーモジュール１５０ａ）、前記発電用回転電機用の半導体モジュール（例えば、後述する発電モータ用パワーモジュール１５０ｂ）、及び電圧制御用の半導体モジュール（例えば、後述するＶＣＵ用パワーモジュール１５０ｃ）を有してよい。

（８）の回転電機駆動ユニットによれば、駆動用回転電機、発電用回転電機、ＤＣ／ＤＣコンバータ、リアクトル、コンデンサ、駆動用回転電機用の半導体モジュール、発電用回転電機用の半導体モジュール、及び電圧制御用の半導体モジュールを備えることにより、上述の（１）〜（７）の発明の効果がより確実に奏される。

（９） （８）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記回転電機駆動ユニットは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の出力を伝達するギヤ（例えば、後述するモータギヤＭＴＧ）を備え、前記リアクトルは、前記電力変換装置を構成する部品のうち、前記ギヤに最も近い位置に配置されてよい。

（９）の回転電機駆動ユニットによれば、電力変換装置を構成する部品（例えば、パワーモジュール、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣコネクタ、リアクトル、コンデンサ）のうち、最重量物であるリアクトルを、第１回転軸及び第２回転軸の出力を伝達するギヤに最も近い位置に配置するため、ギヤ及び車体への伝達振動を抑制できる。

（１０） （８）又は（９）の回転電機駆動ユニットにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電力変換装置における車両前方に配置されてよい。

（１０）の回転電機駆動ユニットによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータを電力変換装置における車両前方に配置するため、電力変換装置よりも車両前方に通常配置されるヒューズボックスへのアクセスが容易となり、ヒューズとの接続経路を短縮させることができる。

（１１） （８）から（１０）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記駆動用回転電機用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも下方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも下方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１１）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する重量物の駆動用回転電機用の半導体モジュールを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも下方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

（１２） （８）から（１１）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも上方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも上方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１２）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する重量物のＤＣ／ＤＣコンバータを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも上方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

（１３） （８）から（１２）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記発電用回転電機用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転電機と重なる位置でかつ前記第２回転軸よりも下方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転電機（発電用回転電機）と重なる位置でかつ第２回転軸よりも下方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１３）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する重量物の発電用回転電機用の半導体モジュールを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転電機（発電用回転電機）と重なる位置でかつ第２回転軸よりも下方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

（１４） （８）から（１３）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記リアクトルは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転軸よりも上方でかつ前記第１回転軸よりも車両前方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転軸よりも上方でかつ第１回転軸よりも車両前方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１４）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する最重量物のリアクトルを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転軸よりも上方でかつ第１回転軸よりも車両前方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

（１５） （８）から（１４）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記車両は、サイドフレームを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記サイドフレームが延びる方向と平行に延びて配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、サイドフレームと重なる位置は、側方からの衝突時に最も衝撃を受け易い領域である。そこで、（１５）の回転電機駆動ユニットによれば、急速放電用のバックアップ電源を有するＤＣ／ＤＣコンバータを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、サイドフレームが延びる方向と平行に延びて配置することにより、衝突時にサイドフレームからの衝撃を直接受けるのを回避できるため、安全性が向上する。

（１６） （８）から（１５）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記リアクトルは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも上方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも上方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１６）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する最重量物のリアクトルを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第１回転電機（駆動用回転電機）と重なる位置でかつ第１回転軸よりも上方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

（１７） （８）から（１６）いずれかの回転電機駆動ユニットにおいて、前記電圧制御用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転軸よりも上方でかつ前記第１回転軸よりも車両前方に配置されてよい。

第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転軸よりも上方でかつ第１回転軸よりも車両前方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで、（１７）の回転電機駆動ユニットによれば、高い剛性を有する重量物の電圧制御用の半導体モジュールを、第１回転軸及び第２回転軸の方向に視て、第２回転軸よりも上方でかつ第１回転軸よりも車両前方に配置するため、振動をより確実に抑制できる。

本発明によれば、従来よりも小型で安価な回転電機駆動ユニットを提供できる。

本発明の第１実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両前方から視た模式図である。 本発明の第１実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両左方向から視た図である。 本発明の第２実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両左方向から視た図である。 本発明の第３実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両左方向から視た図である。 本発明の第４実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両左方向から視た図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第２実施形態以降の各実施形態の説明において、他の実施形態と共通する構成、作用及び効果については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る回転電機駆動ユニット１の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る回転電機駆動ユニット１を車両前方から視た模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る回転電機駆動ユニットを車両左方向から視た図である。なお、図１及び図２中、Ｕは上方、Ｄは下方、Ｆｒは車両前方、Ｒｒは車両後方、Ｌは運転者から視た車両左方向、Ｒは運転者から視た車両右方向を表している。これいついては、後述する図３〜図５についても同様である。

図１に示す回転電機駆動ユニット１は、車体の前部に設けられたエンジンルーム内に設けられる。具体的に、回転電機駆動ユニット１は、駆動用モータ（第１回転電機）１０と、発電用モータ（第２回転電機）１１と、ハウジング１２と、蓋部材１３と、封止部材１４と、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット、電力変換装置）１５と、ＰＣＵカバー１６と、等を備える。

駆動用モータ１０は、車両の走行駆動用モータであり、バッテリから供給される電力によって回転駆動力を発生する。駆動用モータ１０は、車両左右方向に向いている第１回転軸１０ａを有する。

発電用モータ１１は、車両左右方向に向いている第２回転軸１１ａを有する。発電用モータ１１は、第２回転軸１１ａに入力される回転駆動力により発電電力を発生する。第２回転軸１１ａは、駆動用モータ１０の第１回転軸１０ａと平行に配置される。

ハウジング１２は、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１を収容するモータケースである。ハウジング１２は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの側に、開口部１２ａを有する。

蓋部材１３は、ハウジング１２の開口部１２ａに配置され、該開口部１２ａを覆っている。この蓋部材１３は、モータカバーとして機能するとともに、ＰＣＵ１５を収容するＰＣＵケースとしても機能する。すなわち、本実施形態の蓋部材１３は、モータカバーとＰＣＵケースとを兼用する部材である。

封止部材１４は、シール材からなるガスケットである。この封止部材１４は、ハウジング１２における開口部１２ａの縁と、蓋部材１３と、の間に介在することで、蓋部材１３によってハウジング１２を封止する。

ＰＣＵ１５は、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１の少なくとも一方を制御する。ＰＣＵ１５は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置（図２参照）に配置されるように、蓋部材１３の外側、すなわち蓋部材１３におけるハウジング１２の側と反対の側に取り付けられる。

ＰＣＵカバー１６は、蓋部材１３の開口部１３ａに配置され、該開口部１３ａを覆っている。

図２に示すように、ＰＣＵ１５は、パワーモジュール（半導体モジュール）１５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１と、ＤＣコネクタ１５２と、リアクトル１５３と、コンデンサ１５４と、等を備える。また、回転電機駆動ユニット１は、ＰＣＵ１５を冷却するウォータジャケット（冷却器）１５５をさらに備える。

パワーモジュール１５０は、高圧バッテリ（例えば４８Ｖバッテリ、図示省略）の直流電流を三相の交流電流に変換して出力し、回生発電時には発電した三相の交流電流を直流電流に変換して高圧バッテリに出力する。パワーモジュール１５０は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置される。具体的に、パワーモジュール１５０は、駆動モータ用パワーモジュール１５０ａと、発電モータ用パワーモジュール１５０ｂと、電圧制御ユニット（以下、ＶＣＵ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）ともいう）用パワーモジュール１５０ｃと、を有する。このように、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａと重なる位置に、駆動モータ用パワーモジュール１５０ａ、発電モータ用パワーモジュール１５０ｂ及びＶＣＵ用パワーモジュール１５０ｃを並べることで、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１からパワーモジュール１５０までの経路を短縮することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＰＣＵ１５に入力される高圧バッテリの電圧を降圧して、１２Ｖバッテリの充電及び１２Ｖ系負荷への電力供給を行う機能を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＰＣＵ１５の全体と比較して、上下方向の中間部分の位置が上方である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＰＣＵ１５の構成部品１５０〜１５４のうちの最下端部と最上端部との間の中間部よりも、上方に配置される。図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ハウジング１２の上面に配置される低圧バッテリとしての１２Ｖバッテリ９０に接続されるため、低圧系統との接続ケーブル９１が短縮される。また、エンジンルーム浸水時にＤＣ／ＤＣコンバータの水没が抑制される。

ＤＣコネクタ１５２は、不図示の電力ケーブルを介して、高圧バッテリ（例えば４８Ｖバッテリ、図示省略）と接続されている。ＤＣコネクタ１５２は、ハウジング１２の車両後方側に配置されており、ハウジング１２よりも車両後方に通常配置される高圧バッテリ等の高圧系統との接続経路が短縮されている。また、このＤＣコネクタ１５２は、ＰＣＵ１５を構成する他の部品１５０，１５１，１５３〜１５５よりも上方に配置されるため、製造時にこれら他の部品１５０，１５１，１５３〜１５５を組み付けた後に電力ケーブルを接続可能となっている。

リアクトル１５３は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、パワーモジュール１５０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１５１とともに、コンデンサ１５４を囲うように配置される。

コンデンサ１５４は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、パワーモジュール１５０の延びる方向と平行に並んで延びるように配置される。これにより、パワーモジュール１５０からコンデンサ１５４までの距離が短縮され、寄生インダクタンスが低減されている。コンデンサ１５４は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、ＰＣＵ１５を構成する冷却が必要な部品１５０，１５１，１５３で囲われるように配置される。

ウォータジャケット１５５は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置される。また、ウォータジャケット１５５は、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、パワーモジュール１５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１及びリアクトル１５３と重なるように、これら部品と駆動用モータ１０及び発電用モータ１１との間に配置される。これらパワーモジュール１５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１及びリアクトル１５３は、いずれも冷却が必要な部品であり、上述したようにコンデンサ１５４を囲うように配置されているため、ウォータジャケット１５５の冷却通路のターンが容易となり、圧力損失の上昇を抑制できる配置となっている。

本実施形態に係る回転電機駆動ユニット１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態によれば、ハウジング１２の蓋部材１３とＰＣＵ１５を収容するＰＣＵケースとを一体化し、ハウジング１２の開口部１２ａを覆う蓋部材１３にＰＣＵ１５を直接配置した。そのため、ＰＣＵ１５と駆動用モータ１０及び発電用モータ１１との間に別途空気層が設けられてはいないため、回転軸方向のＰＣＵ１５の厚みを抑制しつつ、回転電機駆動ユニット１を小型化できる。また同時に、ハウジング１２の蓋部材１３とＰＣＵ１５を収容するＰＣＵケースを兼用するため、部品点数を削減でき、コストを削減できる。

また本実施形態によれば、剛性部材であるＰＣＵ１５が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置されるため、モータケースやトランスミッションケースに生じる振動を抑制することができる。そのため、振動抑制のために従来必要であったモータケースやトランスミッションケースの外表面におけるリブの形成が不要となり、重量増加又はコスト増加を抑制できる。

また本実施形態によれば、剛性部材であるパワーモジュール１５０が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置されているため、モータケースやトランスミッションケースに生じる振動をより確実に抑制することができる。

また本実施形態によれば、剛性部材であるウォータジャケット１５５が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置に配置されているため、モータケースやトランスミッションケースに生じる振動をより確実に抑制することができる。特に、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１のハウジング１２に対する取り付け点に、剛性の高いウォータジャケット１５５を配置することができるため、振動に伴う変形も抑制することができる。

また本実施形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１を、ＰＣＵ１５の全体と比較して、上下方向の中間部分の位置が上方となるように配置した。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１がＰＣＵ１５における上方に配置されるため、上方から接続される低圧バッテリ（１２Ｖバッテリ）等の低圧系統との接続ケーブル９１を短縮させることができる。また、仮にエンジンルーム内が浸水した場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１が水没するのを抑制できるため、安全性が高い。

また本実施形態によれば、ＤＣコネクタ１５２がＰＣＵ１５における上方に配置されているため、エンジンルーム内に、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１、ギヤ、及びＰＣＵ１５を組み付けた後にＤＣケーブルを接続できる。そのため、回転電機駆動ユニット１の製造時における組立性を向上できる。

また本実施形態によれば、ＰＣＵ１５を構成する各部品が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に垂直な面で並ぶように一階層に配置されるため、ＰＣＵ１５における第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向の厚さが厚くなることを抑制できる。また、電気配策やウォータジャケット１５５の冷却回路をシンプルにすることができ、回転電機駆動ユニット１の小型化を実現できる。さらには、ＰＣＵ１５が一階層に配置されるため、技術の進化に応じて高さ方向にＰＣＵ１５の各部品の小型化を進めていくことが可能であり、同一の冷却回路や電気配線を活用することができるため、高コモナリ性を確保でき、開発工数の削減が可能となる。

また、従来、ハウジング１２の上面にはＰＣＵが配置されていたのに対して、本実施形態ではハウジング１２の側面にＰＣＵ１５が配置される。そして、ハウジング１２の上面には低圧バッテリとしての１２Ｖバッテリ９０が配置されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１との接続経路をより短縮させることができる。

［第２実施形態］
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係る回転電機駆動ユニット２の構成について説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る回転電機駆動ユニット２を車両左方向から視た図である。第２実施形態に係る回転電機駆動ユニット２は、ＰＣＵ１５Ａが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置で一階層に配置される点は第１実施形態と同様であるが、ＰＣＵ１５Ａにおける各構成部品の配置が第１実施形態と異なっている。

ＰＣＵ１５Ａを構成する部品のうち最重量物であるリアクトル１５３は、ＰＣＵ１５Ａを構成する他の部品１５０〜１５２，１５４と比較して、車体に繋がるモータギヤＭＴＧに最も近い位置に配置される。これにより、モータギヤＭＴＧや車体へ伝達される振動を抑制することができる。この構成及び効果については、後述の第４実施形態でも同様のことが言える。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、ＰＣＵ１５Ａにおける車両前方に配置される。これにより、ＰＣＵ１５Ａよりも車両前方に通常配置されるヒューズボックス９２へのアクセスが容易となり、ヒューズとの接続経路を短縮させることができる。

［第３実施形態］
次に、図４を用いて、本発明の第３実施形態に係る回転電機駆動ユニット３の構成について説明する。図４は、本発明の第３実施形態に係る回転電機駆動ユニット３を車両左方向から視た図である。第３実施形態に係る回転電機駆動ユニット３は、ＰＣＵ１５Ｂが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置で一階層に配置される点は第１、第２実施形態と同様であるが、ＰＣＵ１５Ｂにおける各構成部品の配置が第１、第２実施形態と異なっている。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも下方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する重量物の駆動モータ用パワーモジュール１５０ａが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも下方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。この構成及び効果については、上述の第１実施形態や後述の第４実施形態でも同様のことが言える。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも上方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する重量物のＤＣ／ＤＣコンバータ１５１が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも上方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、発電用モータ１１と重なる位置でかつ第２回転軸１１ａよりも下方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する重量物の発電モータ用パワーモジュール１５０ｂが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、発電用モータ１１と重なる位置でかつ第２回転軸１１ａよりも下方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。この構成及び効果については、後述の第４実施形態でも同様のことが言える。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、第２回転軸１１ａよりも上方でかつ第１回転軸１０ａよりも車両前方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する最重量物のリアクトル１５３が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、第２回転軸１１ａよりも上方でかつ第１回転軸１０ａよりも車両前方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。この構成及び効果については、上述の第１、第２実施形態や後述の第４実施形態でも同様のことが言える。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、サイドフレームＳＦと重なる位置は、側方からの衝突時に最も衝撃を受け易い領域である。そこで本実施形態では、急速放電用のバックアップ電源を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１５１が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、サイドフレームＳＦが延びる方向と平行に延びて配置される。これにより、衝突時にサイドフレームＳＦからの衝撃を直接受けるのを回避できるため、安全性が向上する。

［第４実施形態］
次に、図５を用いて、本発明の第４実施形態に係る回転電機駆動ユニット４の構成について説明する。図５は、本発明の第４実施形態に係る回転電機駆動ユニット４を車両左方向から視た図である。第４実施形態に係る回転電機駆動ユニット４は、ＰＣＵ１５Ｃが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０及び発電用モータ１１と重なる位置で一階層に配置される点は第１、第２、第３実施形態と同様であるが、ＰＣＵ１５Ｃにおける各構成部品の配置が第１、第２、第３実施形態と異なっている。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも上方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する最重量物のリアクトル１５３が、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、駆動用モータ１０と重なる位置でかつ第１回転軸１０ａよりも上方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。

第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、第２回転軸１１ａよりも上方でかつ第１回転軸１０ａよりも車両前方は、振動が発生し易い領域の一つである。そこで本実施形態では、高い剛性を有する重量物のＶＣＵ用パワーモジュール１５０ｃが、第１回転軸１０ａ及び第２回転軸１１ａの方向に視て、第２回転軸１１ａよりも上方でかつ第１回転軸１０ａよりも車両前方に配置される。これにより、振動をより確実に抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

１，２，３，４ 回転電機駆動ユニット
１０ 駆動用モータ（第１回転電機）
１０ａ 第１回転軸
１１ 発電用モータ（第２回転電機）
１１ａ 第２回転軸
１２ ハウジング
１２ａ 開口部
１３ 蓋部材
１３ａ 開口部
１４ 封止部材
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ ＰＣＵ（電力変換装置）
１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ パワーモジュール（半導体モジュール）
１５０ａ 駆動モータ用パワーモジュール
１５０ｂ 発電モータ用パワーモジュール
１５０ｃ ＶＣＵ用パワーモジュール
１５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５２ ＤＣコネクタ（入力部）
１５３ リアクトル
１５４ コンデンサ
１５５ ウォータジャケット（冷却器）
１６ ＰＣＵカバー
９０ １２Ｖバッテリ
９１ 接続ケーブル
９２ ヒューズボックス
ＭＴＧ モータギヤ
ＳＦ サイドフレーム

Claims (17)

1. 車両に搭載される回転電機駆動ユニットであって、
   第１回転軸を有する第１回転電機と、
   前記第１回転軸と平行である第２回転軸を有する第２回転電機と、
   前記第１回転電機及び前記第２回転電機を収容し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の側に開口部を有するハウジングと、
   前記開口部に配置される蓋部材と、
   前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置されるように前記蓋部材の外側に取り付けられ、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の少なくとも一方を制御する電力変換装置と、を備える、回転電機駆動ユニット。
2. 前記電力変換装置は、半導体モジュールを有し、
   前記半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置される、請求項１に記載の回転電機駆動ユニット。
3. 前記回転電機駆動ユニットは、前記電力変換装置を冷却する冷却器をさらに備え、
   前記冷却器は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機及び前記第２回転電機と重なる位置に配置される、請求項１又は２に記載の回転電機駆動ユニット。
4. 前記電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電力変換装置の全体と比較して、上下方向の中間部分の位置が上方である、請求項１から３のいずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
5. 前記電力変換装置は、電源からの入力部を有し、
   前記入力部は、前記電力変換装置における上方に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
6. 前記電力変換装置は、該電力変換装置を構成する各部品が、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に垂直な面で並ぶように一階層に配置される、請求項１から５のいずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
7. 前記ハウジングの上面に配置される蓄電装置をさらに備える、請求項１から６いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
8. 前記第１回転電機は、駆動用回転電機であり、
   前記第２回転電機は、発電用回転電機であり、
   前記電力変換装置は、該電力変換装置を構成する部品として、ＤＣ／ＤＣコンバータ、リアクトル、コンデンサ、前記駆動用回転電機用の半導体モジュール、前記発電用回転電機用の半導体モジュール、及び電圧制御用の半導体モジュールを有する、請求項１から７いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
9. 前記回転電機駆動ユニットは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の出力を伝達するギヤを備え、
   前記リアクトルは、前記電力変換装置を構成する部品のうち、前記ギヤに最も近い位置に配置される、請求項８に記載の回転電機駆動ユニット。
10. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電力変換装置における車両前方に配置される、請求項８又は９に記載の回転電機駆動ユニット。
11. 前記駆動用回転電機用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも下方に配置される、請求項８から１０いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
12. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも上方に配置される、請求項８から１１いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
13. 前記発電用回転電機用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転電機と重なる位置でかつ前記第２回転軸よりも下方に配置される、請求項８から１２いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
14. 前記リアクトルは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転軸よりも上方でかつ前記第１回転軸よりも車両前方に配置される、請求項８から１３いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
15. 前記車両は、サイドフレームを有し、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記サイドフレームが延びる方向と平行に延びて配置される、請求項８から１４いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
16. 前記リアクトルは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第１回転電機と重なる位置でかつ前記第１回転軸よりも上方に配置される、請求項８から１５いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。
17. 前記電圧制御用の半導体モジュールは、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向に視て、前記第２回転軸よりも上方でかつ前記第１回転軸よりも車両前方に配置される、請求項８から１６いずれかに記載の回転電機駆動ユニット。

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