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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
B60K 6/405 20071001AFI20241008BHJP
H02K 11/30 20160101ALI20241008BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20241008BHJP
B60K 6/48 20071001ALI20241008BHJP
B60K 6/52 20071001ALI20241008BHJP
B60K 6/54 20071001ALI20241008BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
B60K6/405 ZHV
H02K11/30
H02M7/48 Z
B60K6/48
B60K6/52
B60K6/54
B60K1/04 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020177370
(22)【出願日】2020-10-22
(65)【公開番号】P2022068599
(43)【公開日】2022-05-10
【審査請求日】2023-08-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100176304
【弁理士】
【氏名又は名称】福成 勉
(72)【発明者】
【氏名】星 秀之
(72)【発明者】
【氏名】岡田 将和
(72)【発明者】
【氏名】廣瀧 敬士
【審査官】清水 康
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１３１０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０９０１７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２０６３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２９１３３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１６８６００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－００２７７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２６３０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１６３０２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５９３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２２０８３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７
Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０
Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２
Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００
Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０
Ｈ０２Ｋ １１／００ － １１／４０
Ｈ０２Ｍ ７／４２ － ７／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の気筒を有し、当該複数の気筒が車両前後方向に配列されるように搭載された縦置きエンジンと、前記縦置きエンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、車両走行用の駆動力を発生可能なモータと、
変速機構と、当該変速機構を収容するミッションケースとを有し、前記モータに対して車両前後方向の後方に隣接配置されるとともに、前記モータに連結されたトランスミッションと、
前記モータの駆動用電力源であるバッテリと、
前記バッテリから入力された直流電力の電圧を変換して出力するＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータとの組み合わせをもって電力変換ユニットを構成するとともに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータで電圧が変換された前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力するインバータと、
前記縦置きエンジンに接続され、当該縦置きエンジンから排出された排気ガスを車両後方に案内して排出する排気管と、
を備え、
車両のフロアパネルには、車室内に向けて膨出し、車両前後方向に延びるフロアトンネルが形成されており、
前記トランスミッションは、前記フロアトンネルの下方に配置されており、
前記インバータは、前記フロアトンネルの下方であって、且つ、前記ミッションケースの上部に載置された状態で取り付けられており、
前記排気管は、前記フロアパネルの下方であって、前記ミッションケースに対して車幅方向の一方の側方に配置され、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、フロアパネルの下方であって、前記ミッションケースに対して車幅方向の他方の側方に配置されている、
車両。
【請求項2】
請求項１に記載の車両において、前記モータは、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータを収容するモータケースとを有し、
前記ミッションケースの前記上部は、前記モータケースの外周面における上端部よりも車両上下方向で低い位置に配されている、
車両。
【請求項3】
請求項２に記載の車両において、前記モータケースの外周面における上端部から前記モータにおける回転軸の軸芯に平行な仮想線を引くとき、前記インバータは、前記仮想線よりも下方に収まるように配置されている、
車両。
【請求項4】
請求項１から請求項３の何れかに記載の車両において、
トランスミッションから出力された駆動力を前輪に伝達するためのフロントプロペラシャフトをさらに備え、
前記ミッションケースの周囲においては、車幅方向における前記他方の側方に前記フロントプロペラシャフトが配置されている、
車両。
【請求項5】
請求項１から請求項４の何れかに記載の車両において、前記車両の前部には、エンジンルームが設けられ、
前記フロアトンネルは、前記エンジンルームから車両後方に向けて延びるように形成されており、
前記縦置きエンジンおよび前記モータは、前記エンジンルーム内に搭載されている、
車両。
【請求項6】
車両の前部に設けられたエンジンルーム内に搭載されるとともに、複数の気筒を有し、当該複数の気筒が車両前後方向に配列されるように搭載された縦置きエンジンと、
前記エンジンルーム内に搭載されるとともに、前記縦置きエンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、且つ、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータを収容する筒状のモータケースとを有し、車両走行用の駆動力を発生可能なモータと、
変速機構と、当該変速機構を収容し、且つ、前記モータケースよりも小径で長尺の筒状のミッションケースとを有し、前記モータに対して車両前後方向の後方に隣接配置されるとともに、前記モータに連結されたトランスミッションと、
入力された直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力するインバータと、
を備え、
車両のフロアパネルには、車室内に向けて膨出し、前記エンジンルームから車両前後方向の後方に向けて延びるフロアトンネルが形成されており、
前記トランスミッションは、前記フロアトンネルの下方に配置されているとともに、前記ミッションケースの上部が、前記モータケースの外周面における上端部よりも車両上下方向で低い位置に配されており、
前記モータケースの外周面における前記上端部から前記モータにおける回転軸の軸心に平行な仮想線を引くとき、前記インバータは、前記フロアトンネルの下方において、前記仮想線よりも車両上下方向の下方に収まり、且つ、前記ミッションケースに対して車両前後方向および車幅方向にはみ出さないように前記ミッションケースの上部に取り付けられている、
車両。
【請求項7】
請求項６に記載の車両において、前記縦置きエンジンに接続され、当該縦置きエンジンから排出された排気ガスを車両後方に案内して排出する排気管と、
トランスミッションから出力された駆動力を前輪に伝達するためのフロントプロペラシャフトと、
をさらに備え、
前記ミッションケースの周囲においては、車幅方向における一方の側方に前記排気管が配置され、車幅方向における他方の側方に前記フロントプロペラシャフトが配置されている、
車両。
【請求項8】
請求項６または請求項７に記載の車両において、入力された直流電力の電圧を変換して前記車両の負荷に出力するＤＣ－ＤＣコンバータをさらに備え、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記フロアパネルの下方であって、車幅方向における前記フロアトンネルに隣接する領域に配置されている、
車両。
【請求項9】
請求項１から請求項８の何れかに記載の車両において、前記トランスミッションは、前記ミッションケースの下部に取付けられ、作動油を貯留するためのオイルパンをさらに有する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関し、特に車両走行用の駆動源としてエンジンとモータとを備える車両に関する。
【背景技術】
【0002】
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車が普及してきている。
【0003】
特許文献１には、車両走行用の駆動源としてエンジンとモータとを備えた車両が開示されている。特許文献１に開示の車両において、エンジンは、４気筒のエンジンであり、気筒が車両前後方向に配列された縦置きで車両に搭載されている。モータは、エンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、クラッチを介してエンジンの出力軸に接続されている。モータのさらに後方には、トランスミッションが配置されている。
【0004】
特許文献１に開示の車両では、インバータを含む電力変換装置がトランスミッションにおけるミッションケースの側部に取付けられている。バッテリからの直流電力は、インバータで交流電力に変換されてモータへと供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１５－２２０８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献１に開示の車両では、電力変換装置がトランスミッションの側部に取付けられているので、車幅方向において乗員スペースが狭くなってしまうという問題がある。即ち、縦置きエンジンを採用する場合には、トランスミッションはフロアトンネルの下方に配置されることになるが、ミッションケースの側部に電力変換装置を取り付けた場合には、その分だけフロアトンネルの幅（車幅方向の寸法）を大きくすることが必要となる。
【0007】
フロアトンネルの幅を大きくした場合には、運転者を含む乗員の足元スペースに影響を及ぼすこととなる。よって、ミッションケースの側部に電力変換装置を取り付けた構造を採用する上記特許文献１の車両では、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置からずれた位置にオフセット配置せざるを得なくなる。このため、上記特許文献１に開示の車両を運転した場合には、運転者の疲労が増すことになってしまう。
【0008】
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、インバータの配置による、乗員スペースへの影響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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係る車両は、複数の気筒を有し、当該複数の気筒が車両前後方向に配列されるように搭載された縦置きエンジンと、前記縦置きエンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、車両走行用の駆動力を発生可能なモータと、変速機構と、当該変速機構を収容するミッションケースとを有し、前記モータに対して車両前後方向の後方に隣接配置されるとともに、前記モータに連結されたトランスミッションと、前記モータの駆動用電力源であるバッテリと、前記バッテリから入力された直流電力の電圧を変換して出力するＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータとの組み合わせをもって電力変換ユニットを構成するとともに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータで電圧が変換された前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力するインバータと、前記縦置きエンジンに接続され、当該縦置きエンジンから排出された排気ガスを車両後方に案内して排出する排気管と、を備え、車両のフロアパネルには、車室内に向けて膨出し、車両前後方向に延びるフロアトンネルが形成されており、前記トランスミッションは、前記フロアトンネルの下方に配置されており、前記インバータは、前記フロアトンネルの下方であって、且つ、前記ミッションケースの上部に載置された状態で取り付けられており、前記排気管は、前記フロアパネルの下方であって、前記ミッションケースに対して車幅方向の一方の側方に配置され、前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、フロアパネルの下方であって、前記ミッションケースに対して車幅方向の他方の側方に配置されている。
【0010】
上記態様に係る車両では、インバータが、フロアトンネルの下方において、ミッションケースの上部に取り付けられている。このため、上記態様に係る車両では、ミッションケースの側部にインバータなどの電力変換装置を取り付けている上記特許文献１に開示の車両に対して、フロアトンネルの幅（車幅方向の寸法）が大きくなる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、乗員の足元スペースが圧迫され難く、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置に配置し易い。このため、上記態様に係る車両では、運転者が疲労し難い。
また、上記態様に係る車両では、ミッションケースの一方の側方に排気管が配置されているが、インバータが排気管と干渉するのを防ぐことができる。即ち、インバータは、ミッションケースの上部に取り付けられているので、排気管との干渉が避けられる。また、インバータをミッションケースの上部に取り付け、排気管をミッションケースの側方に配置することで、排気管からの熱がインバータに対して影響を及ぼすのも抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータを配設するためにフロアトンネルの幅を大きくする必要がない。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータについては、モータに電力を出力するものではないので、必ずしもモータの近傍領域に配置する必要がない。よって、上記のように、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することが可能である。
また、上記態様に係る車両では、ミッションケースの一方の側方に排気管が配置されているが、インバータが排気管と干渉するのを防ぐことができる。即ち、インバータは、ミッションケースの上部に取り付けられているので、排気管との干渉が避けられる。また、インバータをミッションケースの上部に取り付け、排気管をミッションケースの側方に配置することで、排気管からの熱がインバータに対して影響を及ぼすのも抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータを配設するためにフロアトンネルの幅を大きくする必要がない。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータについては、モータに電力を出力するものではないので、必ずしもモータの近傍領域に配置する必要がない。よって、上記のように、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することが可能である。
【0011】
上記態様に係る車両において、前記モータは、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータを収容するモータケースとを有し、前記ミッションケースの前記上部は、前記モータケースに外周面における上端部よりも車両上下方向で低い位置に配されている、ことにしてもよい。
【0012】
上記態様に係る車両では、ミッションケースの上部がモータケースの外周面における上端部よりも低い位置に配されている。よって、上記態様に係る車両では、モータケースの外周面における上端部とミッションケースの上部との段差を有効利用してインバータを配置することで高いスペース効率でのインバータの配置を実現することができる。
【0013】
上記態様に係る車両において、前記モータケースの外周面における上端部から前記モータにおける回転軸の軸芯に平行な仮想線を引くとき、前記インバータは、前記仮想線よりも下方に収まるように配置されている、ことにしてもよい。
【0014】
上記態様に係る車両では、インバータが上記仮想線よりも下方に収まるように配置されているので、インバータが配置された部分でフロアトンネルが上方に凸となるようなことを避けることができる。よって、上記態様に係る車両では、車室内において、フロアトンネルの上方に配置される部位（フロントコンソール、センターコンソール）のスペースが圧迫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、トランスミッションから出力された駆動力を前輪に伝達するためのフロントプロペラシャフトをさらに備え、前記ミッションケースの周囲においては、車幅方向における前記他方の側方に前記フロントプロペラシャフトが配置されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、ミッションケースの他方の側方にフロントプロペラシャフトが配置されているが、インバータがフロントプロペラシャフトと干渉するのを防ぐことができる。即ち、インバータは、ミッションケースの上部に取り付けられているので、フロントプロペラシャフトとの干渉が避けられる。
上記態様に係る車両において、前記車両の前部には、エンジンルームが設けられ、前記フロアトンネルは、前記エンジンルームから車両後方に向けて延びるように設けられており、前記縦置きエンジンおよび前記モータは、前記車両の前部に設けられたエンジンルーム内に搭載されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、縦置きエンジンおよびモータが車両の前部のエンジンルームに搭載されている。この形態においては、フロアトンネルの下方に配置されたトランスミッションが前席の足元に位置することとなるが、上記のようにインバータをミッションケースの上部に取り付けることにより、前席に着座する乗員（運転者など）の足元スペースが圧迫されるのを抑制することが可能となる。
本発明の別態様に係る車両は、車両の前部に設けられたエンジンルーム内に搭載されるとともに、複数の気筒を有し、当該複数の気筒が車両前後方向に配列されるように搭載された縦置きエンジンと、前記エンジンルーム内に搭載されるとともに、前記縦置きエンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、且つ、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータを収容する筒状のモータケースとを有し、車両走行用の駆動力を発生可能なモータと、変速機構と、当該変速機構を収容し、且つ、前記モータケースよりも小径で長尺の筒状のミッションケースとを有し、前記モータに対して車両前後方向の後方に隣接配置されるとともに、前記モータに連結されたトランスミッションと、入力された直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力するインバータと、を備え、車両のフロアパネルには、車室内に向けて膨出し、前記エンジンルームから車両前後方向の後方に向けて延びるフロアトンネルが形成されており、前記トランスミッションは、前記フロアトンネルの下方に配置されているとともに、前記ミッションケースの上部が、前記モータケースの外周面における上端部よりも車両上下方向で低い位置に配されており、前記モータケースの外周面における前記上端部から前記モータにおける回転軸の軸心に平行な仮想線を引くとき、前記インバータは、前記フロアトンネルの下方において、前記仮想線よりも車両上下方向の下方に収まり、且つ、前記ミッションケースに対して車両前後方向および車幅方向にはみ出さないように前記ミッションケースの上部に取り付けられている。
上記態様に係る車両では、インバータが、フロアトンネルの下方において、ミッションケースの上部に取り付けられている。このため、上記態様に係る車両では、ミッションケースの側部にインバータなどの電力変換装置を取り付けている上記特許文献１に開示の車両に対して、フロアトンネルの幅（車幅方向の寸法）が大きくなる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、乗員の足元スペースが圧迫され難く、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置に配置し易い。このため、上記態様に係る車両では、運転者が疲労し難い。
また、上記態様に係る車両では、ミッションケースの上部がモータケースの外周面における上端部よりも低い位置に配されている。よって、上記態様に係る車両では、モータケースの外周面における上端部とミッションケースの上部との段差を有効利用してインバータを配置することで高いスペース効率でのインバータの配置を実現することができる。
また、上記態様に係る車両では、インバータが上記仮想線よりも下方に収まるように配置されているので、インバータが配置された部分でフロアトンネルが上方に凸となるようなことを避けることができる。よって、上記態様に係る車両では、車室内において、フロアトンネルの上方に配置される部位（フロントコンソール、センターコンソール）のスペースが圧迫されるのを抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、縦置きエンジンおよびモータが車両の前部のエンジンルームに搭載されている。この形態においては、フロアトンネルの下方に配置されたトランスミッションが前席の足元に位置することとなるが、上記のようにインバータをミッションケースの上部に取り付けることにより、前席に着座する乗員（運転者など）の足元スペースが圧迫されるのを抑制することが可能となる。
上記態様に係る車両において、トランスミッションから出力された駆動力を前輪に伝達するためのフロントプロペラシャフトをさらに備え、前記ミッションケースの周囲においては、車幅方向における前記他方の側方に前記フロントプロペラシャフトが配置されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、ミッションケースの他方の側方にフロントプロペラシャフトが配置されているが、インバータがフロントプロペラシャフトと干渉するのを防ぐことができる。即ち、インバータは、ミッションケースの上部に取り付けられているので、フロントプロペラシャフトとの干渉が避けられる。
上記態様に係る車両において、前記車両の前部には、エンジンルームが設けられ、前記フロアトンネルは、前記エンジンルームから車両後方に向けて延びるように設けられており、前記縦置きエンジンおよび前記モータは、前記車両の前部に設けられたエンジンルーム内に搭載されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、縦置きエンジンおよびモータが車両の前部のエンジンルームに搭載されている。この形態においては、フロアトンネルの下方に配置されたトランスミッションが前席の足元に位置することとなるが、上記のようにインバータをミッションケースの上部に取り付けることにより、前席に着座する乗員（運転者など）の足元スペースが圧迫されるのを抑制することが可能となる。
本発明の別態様に係る車両は、車両の前部に設けられたエンジンルーム内に搭載されるとともに、複数の気筒を有し、当該複数の気筒が車両前後方向に配列されるように搭載された縦置きエンジンと、前記エンジンルーム内に搭載されるとともに、前記縦置きエンジンに対して車両前後方向の後方に配置され、且つ、ロータおよびステータと、当該ロータおよびステータを収容する筒状のモータケースとを有し、車両走行用の駆動力を発生可能なモータと、変速機構と、当該変速機構を収容し、且つ、前記モータケースよりも小径で長尺の筒状のミッションケースとを有し、前記モータに対して車両前後方向の後方に隣接配置されるとともに、前記モータに連結されたトランスミッションと、入力された直流電力を交流電力に変換して前記モータに出力するインバータと、を備え、車両のフロアパネルには、車室内に向けて膨出し、前記エンジンルームから車両前後方向の後方に向けて延びるフロアトンネルが形成されており、前記トランスミッションは、前記フロアトンネルの下方に配置されているとともに、前記ミッションケースの上部が、前記モータケースの外周面における上端部よりも車両上下方向で低い位置に配されており、前記モータケースの外周面における前記上端部から前記モータにおける回転軸の軸心に平行な仮想線を引くとき、前記インバータは、前記フロアトンネルの下方において、前記仮想線よりも車両上下方向の下方に収まり、且つ、前記ミッションケースに対して車両前後方向および車幅方向にはみ出さないように前記ミッションケースの上部に取り付けられている。
上記態様に係る車両では、インバータが、フロアトンネルの下方において、ミッションケースの上部に取り付けられている。このため、上記態様に係る車両では、ミッションケースの側部にインバータなどの電力変換装置を取り付けている上記特許文献１に開示の車両に対して、フロアトンネルの幅（車幅方向の寸法）が大きくなる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、乗員の足元スペースが圧迫され難く、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置に配置し易い。このため、上記態様に係る車両では、運転者が疲労し難い。
また、上記態様に係る車両では、ミッションケースの上部がモータケースの外周面における上端部よりも低い位置に配されている。よって、上記態様に係る車両では、モータケースの外周面における上端部とミッションケースの上部との段差を有効利用してインバータを配置することで高いスペース効率でのインバータの配置を実現することができる。
また、上記態様に係る車両では、インバータが上記仮想線よりも下方に収まるように配置されているので、インバータが配置された部分でフロアトンネルが上方に凸となるようなことを避けることができる。よって、上記態様に係る車両では、車室内において、フロアトンネルの上方に配置される部位（フロントコンソール、センターコンソール）のスペースが圧迫されるのを抑制することができる。
また、上記態様に係る車両では、縦置きエンジンおよびモータが車両の前部のエンジンルームに搭載されている。この形態においては、フロアトンネルの下方に配置されたトランスミッションが前席の足元に位置することとなるが、上記のようにインバータをミッションケースの上部に取り付けることにより、前席に着座する乗員（運転者など）の足元スペースが圧迫されるのを抑制することが可能となる。
【0015】
上記態様に係る車両において、前記縦置きエンジンに接続され、当該縦置きエンジンから排出された排気ガスを車両後方に案内して排出する排気管と、トランスミッションから出力された駆動力を前輪に伝達するためのフロントプロペラシャフトと、をさらに備え、前記ミッションケースの周囲においては、車幅方向における一方の側方に前記排気管が配置され、車幅方向における他方の側方に前記フロントプロペラシャフトが配置されている、ことにしてもよい。
【0016】
上記態様に係る車両では、ミッションケースの一方の側方に排気管が配置され、他方の側方にフロントプロペラシャフトが配置されているが、インバータがこれらを干渉するのを防ぐことができる。即ち、インバータは、ミッションケースの上部に取り付けられているので、排気管やフロントプロペラシャフトとの干渉が避けられる。また、インバータをミッションケースの上部に取り付け、排気管をミッションケースの側方に配置することで、排気管からの熱がインバータに対して影響を及ぼすのも抑制することができる。
上記態様に係る車両において、入力された直流電力の電圧を変換して前記車両の負荷に出力するＤＣ－ＤＣコンバータをさらに備え、前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記フロアパネルの下方であって、車幅方向における前記フロアトンネルに隣接する領域に配置されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータを配設するためにフロアトンネルの幅を大きくする必要がない。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータについては、モータに電力を出力するものではないので、必ずしもモータの近傍領域に配置する必要がない。よって、上記のように、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することが可能である。
上記態様に係る車両において、入力された直流電力の電圧を変換して前記車両の負荷に出力するＤＣ－ＤＣコンバータをさらに備え、前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記フロアパネルの下方であって、車幅方向における前記フロアトンネルに隣接する領域に配置されている、ことにしてもよい。
上記態様に係る車両では、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータを配設するためにフロアトンネルの幅を大きくする必要がない。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータについては、モータに電力を出力するものではないので、必ずしもモータの近傍領域に配置する必要がない。よって、上記のように、ＤＣ－ＤＣコンバータをフロアトンネルに隣接する領域に配置することが可能である。
【0017】
上記態様に係る車両において、前記トランスミッションは、前記ミッションケースの下部に取付けられ、作動油を貯留するためのオイルパンをさらに有する、ことにしてもよい。
【0018】
上記態様に係る車両では、ミッションケースの下部にオイルパンが取り付けられているが、インバータはミッションケースの上部に取り付けられているので、インバータとオイルパンとの干渉も避けられる。
【発明の効果】
【0023】
上記の各態様に係る車両では、インバータの配置による、乗員スペースへの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施形態に係る車両の構成を示す模式図である。
【図2】車両におけるトランスミッションおよびその周辺構造を斜め上方から見た斜視図である。
【図3】車両におけるトランスミッションおよびその周辺構造を斜め下方から見た斜視図である。
【図4】車両におけるトランスミッションおよびその周辺構造を上方から見た平面図である。
【図6】モータおよびトランスミッションとインバータとの位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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。
【0026】
以下の説明で用いる図においては、「ＦＲ」が車両前方、「ＲＥ」が車両後方、「ＵＰ」が車両上方、「ＬＯ」が車両下方、「ＲＩ」が車両右方、「ＬＥ」が車両左方をそれぞれ示す。
【0027】
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。
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。
【0028】
図１に示すように、車両１は、車両走行用の駆動源としてエンジン１０とモータ１２とを備える。エンジン１０およびモータ１２は、車両１の前部に設けられたエンジンルーム１ａ内に搭載されている。エンジン１０は、複数の気筒１０ａを有し、複数の気筒１０ａが車両１の前後方向に並ぶように縦置きで配置されている。即ち、本実施形態では、エンジン１０は、縦置きエンジンである。
【0029】
なお、本実施形態に係る車両１では、エンジン１０として、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンの何れを採用することも可能である。
【0030】
モータ１２は、エンジン１０に対して、車両１の前後方向における後方に配置されている。そして、モータ１２の回転軸は、ダンパ１１を介してエンジン１０の出力軸に連結されている。エンジン１０とモータ１２とは、車両１の走行状況に応じて、一方あるいは両方が車両走行用の駆動力を発生する。なお、エンジン１０とモータ１２との間に設けられたダンパ１１は、エンジン１０とモータ１２との間で衝撃トルクを緩和するためのデバイスである。
【0031】
車両１は、トランスミッション１３、トランスファ１４、プロペラシャフト１５，１６、デファレンシャルギヤ１７，２１、ドライブシャフト１８，２２、および車輪１９，２０，２３，２４も備える。トランスミッション１３は、モータ１２に連結されている。トランスミッション１３は、モータ１２からの駆動力に加えて、モータ１２を通してエンジン１０からの駆動力も入力されるようになっている。トランスミッション１３は、走行状況に応じた比に変速してトランスファ１４に出力する。
【0032】
なお、本実施形態に係る車両１では、トランスミッション１３として、マニュアルトランスミッションあるいはオートマチックトランスミッションの何れを採用することも可能である。
【0033】
トランスファ１４は、動力分割装置であって、トランスミッション１３から出力された駆動力を前輪２３，２４への駆動力と後輪１９，２０への駆動力とに分割するデバイスである。トランスファ１４には、リア（Ｒ）プロペラシャフト１５とフロント（Ｆ）プロペラシャフト１６とが連結されている。
【0034】
なお、トランスファ１４による駆動力の配分は、路面μ等に応じて比率が逐次変更されるようになっていてもよい。
【0035】
Ｒプロペラシャフト１５は、トランスファ１４から車両前後方向の後方に向けて延びるように設けられている。Ｒプロペラシャフト１５の後端は、リア（Ｒ）デファレンシャルギヤ１７に連結されている。Ｒデファレンシャルギヤ１７からは、車幅方向の両側に向けてリア（Ｒ）ドライブシャフト１８が延びている。Ｒドライブシャフト１８の両端には、後輪１９，２０が取り付けられている。
【0036】
Ｆプロペラシャフト１６は、トランスミッション１３、モータ１２、およびダンパ１１の車幅方向の側方を通り、車両前後方向に前方に向けて延びるように設けられている。Ｆプロペラシャフト１６の前端は、フロント（Ｆ）デファレンシャルギヤ２１に連結されている。Ｆデファレンシャルギヤ２１からは、車幅方向の両側に向けてフロント（Ｆ）ドライブシャフト２２が延びている。Ｆドライブシャフト２２の両端には、前輪２３，２４が取り付けられている。
【0037】
さらに、車両１は、バッテリ２５と電力変換ユニット２６とを備える。バッテリ２５は、それぞれがリチウムイオンバッテリである複数のバッテリで構成されたバッテリモジュールである。バッテリ２５には、電力変換ユニット２６が接続されている。
【0038】
電力変換ユニット２６は、インバータ２７とＤＣ－ＤＣコンバータ２８とを有する。インバータ２７は、バッテリ２５から入力された直流電力を交流電力に変換してモータ１２に出力するデバイスである。ＤＣ－ＤＣコンバータ２８は、バッテリ２５から入力された直流電力の電圧を変換（昇降圧）して車両１の各種負荷に出力するデバイスである。
【0039】
【0040】
図２から図４に示すように、モータ１２はモータケース１２ａを有し、トランスミッション１３はミッションケース１３ａを有する。モータケース１２ａは、筒状の外殻部材であって、内部にロータおよびステータ（図示を省略。）を収容する。ミッションケース１３ａは、モータケース１２ａよりも小径で長尺の筒状の外殻部材であって、内部に変速機構（図示を省略。）を収容する。
【0041】
ミッションケース１３ａの上部には、インバータ２７が取り付けられている。インバータ２７は、車両前後方向において、ミッションケース１３ａに上部に収まるように配置されている。即ち、インバータ２７は、ミッションケース１３ａに対して、車両前後方向や車幅方向にはみ出さないように配置されている。
【0042】
図２および図４に示すように、ミッションケース１３ａの上部からモータケース１２ａの上部にかけての領域には、端子台２９が取り付けられている。端子台２９は、インバータ２７とモータ１２とを電気接続するための端子やバスバーが収容された部材である。
【0043】
図２から図４に示すように、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８は、ミッションケース１３ａに対して車幅方向の一方の側方に離間し、且つ、ミッションケース１３ａの下部よりも車両上下方向の下方に配されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ２８の配置形態については、後述する。
【0044】
ミッションケース１３ａおよびモータケース１２ａに対して、隙間を空けた状態でＦプロペラシャフト１６が配設されている。Ｆプロペラシャフト１６は、車幅方向において、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８が配置されたのと同じ側に配置されている。Ｆプロペラシャフト１６は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８よりもミッションケース１３ａ等に近い領域に配置されている。
【0045】
図４に示すように、ミッションケース１３ａに対して、車幅方向における、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８およびＦプロペラシャフト１６が配置された側とは反対側の側方領域には、排気管３０が配置されている。詳細な図示を省略しているが、排気管３０は、エンジン１０のエキゾーストマニホールドに接続されており、車両前後方向の後方に向けて延びるように設けられている。
【0046】
図３に示すように、ミッションケース１３ａの下部には、オイルパン３１が取り付けられている。オイルパン３１は、トランスミッション１３の作動油を貯留するための容器である。
【0047】
３．フロアトンネル１ｄ内におけるトランスミッション１３およびインバータ２７の配置
フロアトンネル１ｄ内におけるトランスミッション１３およびインバータ２７の配置について、図５および図６を用いて説明する。
フロアトンネル１ｄ内におけるトランスミッション１３およびインバータ２７の配置について、図５および図６を用いて説明する。
【0048】
図５に示すように、車両１では、エンジンルーム１ａと車室とはダッシュパネル１ｂで仕切られている。車室の下部には、ダッシュパネル１ｂに連続するフロアパネル１ｃが設けられている。そして、フロアパネル１ｃには、車幅方向の中央領域において、車両上下方向の上方（車室内側）に向けて膨出するとともに、車両前後方向に延びるフロアトンネル１ｄが設けられている。
【0049】
車両１では、エンジン１０、ダンパ１１、およびモータ１２は、エンジンルーム１ａ内に配置されている。トランスミッション１３およびインバータ２７は、フロアトンネル１ｄの下方に配置されている。
【0050】
ここで、図６に示すように、車両上下方向において、ミッションケース１３ａの上部１３ｂは、モータケース１２ａの外周面における上端部１２ｂよりも低い位置に配されている。即ち、ミッションケース１３ａの上部１３ｂとモータケース１２ａの外周面における上端部１２ｂとの間には、車両上下方向に段差Ｇが設けられている。本実施形態に係る車両１では、当該段差Ｇを有効利用してインバータ２７が配置されている。
【0051】
さらに、モータケース１２ａの外周面における上端部１２ｂから、モータ１２の回転軸（図示を省略。）の軸芯Ａｘ１２に平行な仮想線ＬＮ１２を引くとき、インバータ２７は、車両上下方向において、仮想線ＬＮ１２よりも車両上下方向の下方に収まるように、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられている。本実施形態に係る車両１では、車両上下方向において、段差Ｇ内に収まるようにインバータ２７を配置しているので、当該インバータ２７が配置された部分でフロアトンネル１ｄを部分的に上方に凸となるように膨らませる必要がない。よって、車両１では、車室内において、フロアトンネル１ｄの上方に配置される部位（フロントコンソール、センターコンソール）１ｅのスペースが圧迫されるのを抑制することができる。
【0052】
なお、図６に示すように、オイルパン３１は、ミッションケース１３ａの下部１３ｃに取付けられているので、フロアトンネル１ｄに影響を及ぼさない。
【0053】
４．ＤＣ－ＤＣコンバータ２８、排気管３０、およびオイルパン３１とインバータ２７との配置関係
ＤＣ－ＤＣコンバータ２８、排気管３０、およびオイルパン３１とインバータ２７との配置関係について、図７を用いて説明する。
ＤＣ－ＤＣコンバータ２８、排気管３０、およびオイルパン３１とインバータ２７との配置関係について、図７を用いて説明する。
【0054】
図７に示すように、車両１において、インバータ２７は、フロアトンネル１ｄの下方において、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられている。このため、車両１では、インバータ２７をミッションケース１３ａの側部に取付けることで、当該インバータ２７を車幅方向の側方１ｆ，１ｇに配する場合に比べてフロアトンネル１ｄの車幅方向での寸法（幅）を大きくしなくてもよい。
【0055】
Ｆプロペラシャフト１６は、フロアトンネル１ｄの下方であって、ミッションケース１３ａの側方１ｇに配置している。これに対して、インバータ２７は、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられているので、Ｆプロペラシャフト１６に干渉することはない。
【0056】
ＤＣ－ＤＣコンバータ２８は、フロアパネル１ｃの下方であって、フロアトンネル１ｄに対して車幅方向の左方近傍領域１ｈに配置されている。インバータ２７は、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられているので、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８に干渉することはない。
【0057】
排気管３０は、フロアパネル１ｃの下方であって、フロアトンネル１ｄに対して車幅方向の右方近傍領域１ｉに配置されている。インバータ２７は、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられているので、排気管３０に干渉することもない。また、インバータ２７は、フロアトンネル１ｄの下方において、ミッションケース１３ｂの上部に取り付けられており、フロアトンネル１ｄに対して車幅方向の右方近傍領域１ｉに配置された排気管３０からの熱の影響を受け難い。
【0058】
オイルパン３１は、ミッションケース１３ａの下部１３ｃに取付けられている。インバータインバータ２７は、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられているので、オイルパン３１に干渉することもない。
【0059】
５．効果
本実施形態に係る車両１では、インバータ２７が、フロアトンネル１ｄの下方において、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取り付けられている。このため、車両１では、ミッションケースの側部にインバータなどの電力変換装置を取り付けている上記特許文献１に開示の車両に対して、フロアトンネル１ｄの幅（車幅方向の寸法）が大きくなるのを抑制することができる。よって、車両１では、乗員の足元スペースが圧迫され難く、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置に配置し易く、運転者が疲労し難い。
本実施形態に係る車両１では、インバータ２７が、フロアトンネル１ｄの下方において、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取り付けられている。このため、車両１では、ミッションケースの側部にインバータなどの電力変換装置を取り付けている上記特許文献１に開示の車両に対して、フロアトンネル１ｄの幅（車幅方向の寸法）が大きくなるのを抑制することができる。よって、車両１では、乗員の足元スペースが圧迫され難く、運転者が操作するペダル位置を、人間工学的に理想的とされる位置に配置し易く、運転者が疲労し難い。
【0060】
また、本実施形態に係る車両１では、図６に示したように、ミッションケース１３ａの上部１３ｂがモータケース１２ａの外周面における上端部１３ｂよりも低い位置に配されている。よって、車両１では、モータケース１２ａの外周面における上端部１２ｂとミッションケース１３ａの上部１３ｂとの段差を有効利用してインバータ２７を配置することで高いスペース効率でのインバータの配置を実現することができる。特に、本実施形態では、インバータ２７が仮想線ＬＮ１２とミッションケース１３ａの上部１３ｂとの間の領域に収まるように配置されているので、インバータ２７が配置された部分でフロアトンネル１ｄが上方に凸となるようなことを避けることができる。よって、車両１では、車室内において、フロアトンネル１ｄの上方に配置される部位（フロント／センターコンソール１ｅ）のスペースが圧迫されるのを抑制することができる。
【0061】
また、本実施形態に係る車両１では、図７に示したように、排気管３０がフロアパネル１ｃの下方における右方近傍領域１ｉに配置され、Ｆプロペラシャフト１６がフロアトンネル１ｄの下方におけるミッションケース１３ａの側方（左方）１ｇに配置されている。よって、車両１では、ミッションケース１３ａの上部１３ｂに取付けられたインバータ２７が排気管３０やＦプロペラシャフト１６に干渉するのを防ぐことができる。
【0062】
また、本実施形態では、インバータ２７を排気管３０から離れたミッションケース１３ａの上部１３ｂに取り付けているので、排気管３０からの熱がインバータ２７に対して影響を及ぼすのも抑制することができる。
【0063】
また、本実施形態に係る車両１では、図６および図７に示したように、ミッションケース１３ａの下部１３ｃにオイルパン３１が取り付けられているが、インバータ２７はミッションケース１３ａを挟んだ上部１３ｂに取り付けられているので、インバータ２７とオイルパン３１との干渉も避けられる。
【0064】
また、本実施形態に係る車両１では、図７に示したように、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８をフロアパネル１ｃの下方であってフロアトンネル１ｄに隣接する左方近傍領域１ｈに配置することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８を配設するためにフロアトンネル１ｄの幅を大きくする必要がない。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８については、モータ１２に電力を出力するものではないので、必ずしもモータ１２の近傍領域（フロアトンネル１ｄ内）に配置する必要がない。よって、本実施形態のように、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８を左方近傍領域１ｈに配置することが可能である。
【0065】
また、本実施形態に係る車両１では、縦置きのエンジン（縦置きエンジン）１０およびモータ１２が車両１の前部のエンジンルーム１ａに搭載されている。このため本実施形態に係る車両１では、トランスミッション１３が前席の足元に位置することとなるが、インバータ２７をミッションケース１３ａの上部１３ｂに取り付けることにより、前席に着座する乗員（運転者など）の足元スペースが圧迫されるのを抑制することが可能となる。
【0066】
以上のように、本実施形態に係る車両１では、インバータ２７の配置による、乗員スペースへの影響を抑制することができる。
【0067】
［変形例］
上記実施形態では、図１に示したように、４気筒のエンジン１０を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、５気筒以上のエンジンや、Ｖ型の多気筒エンジン、さらにはＷ型の多気筒エンジンを採用することも可能である。
上記実施形態では、図１に示したように、４気筒のエンジン１０を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、５気筒以上のエンジンや、Ｖ型の多気筒エンジン、さらにはＷ型の多気筒エンジンを採用することも可能である。
【0068】
また、上記実施形態では、エンジン１０およびモータ１２で発生の駆動力を前輪２３，２４にも伝達する四輪駆動車を一例としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ＦＲ車（フロントエンジン、リヤドライブ）に適用することも可能である。
【0069】
また、上記実施形態では、図７に示したように、ミッションケース１３ａの右方に排気管３０を配置し、左方にＤＣ－ＤＣコンバータ２８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、排気管３０をミッションケース１３ａの左方に配置し、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８を右方に配置することにしてもよい。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８については、必ずしもフロアパネル１ｃの下方に配置する必要なく、フロアパネル１ｃの上方に配置してもよい。
【0070】
また、上記実施形態では、エンジン１０とモータ１２との間にダンパ１１を設けることとしたが、当該ダンパ１１としては、ハイブリッド車用に採用される種々のダンパを用いることが可能である。例えば、所定のトルクを超えた場合にスリップする機能を有するリミッタ付きダンパを採用することもできる。
【0071】
また、上記実施形態では、電力変換ユニット２６がインバータ２７とＤＣ－ＤＣコンバータ２８とを有することとしたが、本発明では、ＤＣ－ＤＣコンバータ２８は必須の構成要件ではない。
【0072】
なた、上記実施形態では、エンジン１０からモータ１２までがエンジンルーム１ａに配置されてなる構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、モータ１２がフロアトンネル１ｄの下方に配置されてなる形態を採用することも可能である。
【符号の説明】
【0073】
１ 車両
１ｃ フロアパネル
１ｄ フロアトンネル
１０ エンジン（縦置きエンジン）
１２ モータ
１２ａ モータケース
１２ｂ 上端部
１３ トランスミッション
１３ａ ミッションケース
１３ｂ 上部
１６ フロントプロペラシャフト
２７ インバータ
２８ ＤＣ－ＤＣコンバータ
３０ 排気管
３１ オイルパン
１ｃ フロアパネル
１ｄ フロアトンネル
１０ エンジン（縦置きエンジン）
１２ モータ
１２ａ モータケース
１２ｂ 上端部
１３ トランスミッション
１３ａ ミッションケース
１３ｂ 上部
１６ フロントプロペラシャフト
２７ インバータ
２８ ＤＣ－ＤＣコンバータ
３０ 排気管
３１ オイルパン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】