JP2005008009A

JP2005008009A - Driving device

Info

Publication number: JP2005008009A
Application number: JP2003173548A
Authority: JP
Inventors: Makoto Funahashi; 眞舟橋; Shigekazu Yogo; 繁一余合; Mitsutaka Tsuchida; 充孝土田; Yoshinori Maeda; 義紀前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4239702B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a proper space between an electric driving device and prime mover peripheral parts by making operating angles of joints provided on an axle small in a driving device provided with electric driving units on both sides of the prime mover. <P>SOLUTION: The driving units are mounted on side surface parts of the prime mover via a mount boss, etc. At this time, the operating angles of the inboard joint and outboard joint can be made small by inclining output shafts of the driving units to form prescribed inclined angles in relation to a vertical surface perpendicular to a center line in a vehicle width direction of a vehicle. As a result, the joints having small ranges of the operating angles can be used and a degree of freedom in design can be improved. Since the operating angles of the joints become small, friction and vibration in the movable parts can be reduced at the time of turning the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の左右車輪を夫々独立して制御する電動式駆動装置を備える車両の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式モータなどを使用し、車両の車輪を駆動する電動式駆動装置が知られている。そのような電動式駆動装置に関する従来技術としては、電動モータの出力軸を中空に形成して、その出力軸に車軸を貫通させると共に、その電動モータを車軸と同一直線上に配置した車両の左右輪間の連結装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、左右の後輪の伝達軸と略平行に電動モータを配置し、その電動モータとギアケースとをエンドピースを介してボルト締めする車両用電動式駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、駆動モータ等を左右の後輪のドライブシャフトと同一直線上に配置して、走行アシストを行う車両の走行アシスト装置や（例えば、特許文献３参照）、車体に油圧モータを取り付け、ユニバーサルジョイントを介して車輪を駆動する車両の動力伝達機構や（例えば、特許文献４参照）、プロペラシャフトと同一軸上若しくは略平行に電動モータを配置する電気自動車の駆動装置が知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４０３４７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４３６６４号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７０８８１号公報
【特許文献４】
特公平７−７１８９８号公報
【特許文献５】
特開平９−２４０２９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような駆動装置では、駆動ユニットの出力軸は車軸と略平行に配置されている。従って、車両の旋回時などにジョイントの作動角度が大きくなるため、そのジョイントの許容範囲を大きくとっておく必要がある。また、車両の旋回時にジョイントの作動角度が大きくなると、そのジョイント部分の内部摩擦が大きくなり、車両に振動やトルク変動が生じるおそれがある。
【０００７】
また、左右の電動式駆動装置が車軸上で一体化されていると、車両や原動機等の種類によっては、エアコン等の補機類、及び排気管等の原動機周辺部品等を設置するためのスペースを確保することが困難になる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、原動機の両側に電動式駆動ユニットを設けた駆動装置において、車軸上に設けられるジョイントの作動角を小さくし、電動式駆動装置と原動機周辺部品との間に適切なスペースを確保することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、駆動装置は、左右車輪と、前記車輪に連結された出力軸を有する左右の駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットの前記出力軸は、車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前後方向又は水平面に対して上下方向の少なくとも一方に所定の傾斜角だけ傾斜している。
【００１０】
上記の駆動装置によれば、車輪に連結された駆動ユニットの出力軸が、少なくとも車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して、又は、水平面に対して所定の傾斜角だけ傾斜しているので、その出力軸と車輪とを連結する、例えばジョイントの作動角を小さくすることができる。このため、可動範囲が小さいジョイントを使用することが可能となり、ジョイントを低コストとすることができる。また、ジョイントの作動角が小さくなるため、車両旋回時などにおいて、それらの可動部分の摩擦や振動を減少させることができる。また、補機類、排気管、及び原動機マウントなどの原動機周辺部品との間に一定のスペースを容易に確保できる。よって、原動機と駆動ユニットを備える駆動装置の設計上の自由度を向上させることができる。
【００１１】
上記の駆動装置の他の一態様では、前記左の駆動ユニットの前記傾斜角と、前記右の駆動ユニットの前記傾斜角とが異なる。この態様によれば、左右独立に駆動ユニットの取付位置や作動範囲を決定することができる。よって、左右の駆動ユニットと原動機周辺部品との配置を左右独立に設計することが可能となる。
【００１２】
上記の駆動装置の他の一態様では、前記左右の駆動ユニットは、前記原動機を挟むようにして、前記原動機の車幅方向の左右側面に配置される。
【００１３】
この態様によれば、駆動ユニットは原動機の幅分だけ車両の車幅方向の外側に押し出されるように配置されることになる。この場合、前記駆動ユニットと前記車輪の距離が近づき一般的にはジョイントの作動角が大きくなるため、前記駆動ユニットの出力軸を傾斜させる事がより効果的となる。
【００１４】
上記の駆動装置の他の一態様では、前記駆動ユニットは、前記原動機の側面に取付部材を介して取り付けられ、前記駆動ユニットと前記取付部材との合わせ面が前記出力軸の中心線に対して鉛直面内にある。
【００１５】
この態様によれば、駆動ユニットは、マウントボスなどの取付部材により、原動機の側面に取付られ、その取付部材のあわせ面を調整することにより、傾斜角を決定することができる。よって、車種毎に原動機周辺の設計などが異なり、駆動ユニットの傾斜角が異なる場合でも、取付部材の大きさや形状を変えることにより、共通の駆動ユニットを使用することが可能となる。これにより、車種毎に異なる駆動ユニットを用意する必要が無くなり、コストの低減を図ることができる。
【００１６】
上記の駆動装置の他の一態様では、前記駆動ユニットは、電力供給を受けて駆動力を発生するモータと、前記モータから得られる駆動力を所定の変速比に変換し、変速後の駆動力を前記駆動ユニットの前記出力軸に出力する変速部と、を備える。
【００１７】
通常、駆動ユニットの出力軸が左右で異なる傾斜角をなす場合には、左右の車輪の回転回りに大きさの異なるモーメントがそれぞれ発生すると共に、車両旋回時に左右の車輪に対する駆動力の伝達ラインが異なってくる。このため、車両の走行性能に影響を及ぼすことがある。しかし、上記の態様によれば、左右の駆動ユニットは独立にモータを備え、独立に駆動力の制御ができるので、各駆動ユニットを独立に制御して左右の車輪の回転速度や回転トルクを調整することにより上記のモーメント差や駆動力伝達ラインの相違を吸収することができる。
【００１８】
上記の駆動装置の他の一態様では、前記駆動ユニットは、前記出力軸と、前記モータの回転軸と、前記変速部とが同軸上に配置されてなる。
【００１９】
この態様によれば、駆動ユニットは、モータ、変速部の幅分だけさらに車両の車幅方向の外側に押し出されるようにして配置されるので、前述の如く前記駆動ユニットの出力軸を傾斜させる事が更に効果的となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
［車両の基本構成］
まず、本実施形態に係る車両１００の基本構成について説明する。なお、本実施形態に係る車両１００は、４ＷＤ（四輪駆動）仕様のＦＲ車両（原動機前置き後輪駆動方式）に本発明を適用したものである。但し、本発明の適用はこれに限られるものではなく、ＦＦ車両（原動機前置き前輪駆動方式）の後輪にも適用可能であり、原動機としてモータを使う電気自動車やハイブリット車にも適用できる。なお、以下に例示する車両１００は原動機としてエンジンを使用するものである。
【００２２】
図１は、本発明に係る駆動装置２００を備える車両１００の構成を示す平面図である。図１に示すように、車両１００は、主として、エンジン１１及び左右一対の駆動ユニット２を含む駆動装置２００と、トルクコンバータ１１２と、トランスミッション１１３と、プロペラシャフト１１４と、ディファレンシャルギヤ１１５と、ドライブシャフト１１６と、後輪１１７と、前輪７とを備える。
【００２３】
エンジン１１は、燃焼室内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。燃焼室内での混合気の燃焼によるピストンの往復運動は、コンロッド（図示略）を介してクランクシャフト（図示略）の回転運動に変換される。クランクシャフトの回転は、トルクコンバータ１１２、トランスミッション１１３、プロペラシャフト１１４、ディファレンシャルギヤ１１５、及びドライブシャフト１１６を介して後輪１１７に伝達される。
【００２４】
トルクコンバータ１１２は、エンジン１１とトランスミッション１１３との間に設けられる。トルクコンバータ１１２は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン１１から出力される回転トルクを断続的にトランスミッション１１３へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させてトランスミッション１１３へ伝達する機能とを有する。
【００２５】
トランスミッション１１３は、トルクコンバータ１１２とプロペラシャフト１１４との間に設けられ、前進４段（第１速〜第４速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。トランスミッション１１３は、ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）からの指令信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２６】
プロペラシャフト１１４は、トランスミッション１１３とディファレンシャルギヤ１１５との間に設けられ、エンジン１１から得られる駆動力を後輪１１７へ伝達する推進軸である。
【００２７】
ディファレンシャルギヤ１１５は、複数の傘歯歯車を組み合わせたものから構成され、車両旋回時に内側の車輪と外側の車輪との回転速度を調整するギヤである。具体的には、車両１００が直線道路を走行するときは、ディファレンシャルギヤ１１５は、左右の前輪を同一の速度で回転させる。一方、車両１００が旋回運動をするときは左右の前輪の回転速度差が生じるため、ディファレンシャルギヤ１１５はそれらの回転速度を調整して、スムーズな旋回運動を可能とする。
【００２８】
ドライブシャフト１１６は、左右の後輪１１７と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト１１６は、エンジン１１側からの駆動力によって回転し、後輪１１７へ動力を伝達する。
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係る駆動装置２００の構成を説明する。図２は駆動装置２００の平面図であり、図３は図２の矢印Ａ方向から見た駆動装置２００の正面図である。なお、図３において符号Ｚ１は路面を示す。
【００３０】
図示のように、駆動装置２００は、車両の進行方向に向かって右側の右前輪系ＦＲ１と左側の左前輪系ＦＬ１とに大別される。右前輪系ＦＲ１は、電動式モータ及び変速機を備える右側の駆動ユニット２Ｒを備える。なお、図２及び図３から理解されるように、右前輪系ＦＲ１と左前輪系ＦＬ１の基本的構成要素は同一であるので、以下の説明では、左右を区別する必要がある場合は各構成要素の符号にＲ又はＬの文字を付すこととし、左右を区別する必要が無い場合はＲ又はＬの文字を省略する。例えば、「駆動ユニット２」は左右の駆動ユニット２Ｒ及び２Ｌを指し、「駆動ユニット２Ｒ」は右側の駆動ユニット２Ｒのみを指すこととする。
【００３１】
駆動ユニット２Ｒは、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲによりエンジン１１の右側面に取り付けられている。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒはインボードジョイント３Ｒを介して中間シャフト４Ｒに連結され、中間シャフト４Ｒはさらにアウトボードジョイント５Ｒを介して右前輪７Ｒに固定されている。インボードジョイント３Ｒは駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒの回転駆動力を中間シャフト４Ｒに伝達し、アウトボードジョイント５Ｒは中間シャフト４Ｒの回転駆動力を右前輪７Ｒに伝達する。こうして、駆動ユニット２Ｒが発生する回転駆動力が右前輪７Ｒを回転駆動する。
【００３２】
右前輪系ＦＲ１では、駆動ユニット２Ｒの後方に排気管９Ｒやエンジンマウント１０Ｒなどのエンジン周辺部品が配置されており、かつ駆動ユニット２Ｒの前方には補機類８が配置されている。
【００３３】
左前輪系ＦＬ１は基本的に右前輪系ＦＲ１と同一の構成を有し、各構成要素が車両の幅方向における中心線Ｌ１に対して略左右対称に配置されている。即ち、エンジン１１の左側面にはマウントボス１ＬＦ及び１ＬＲを介して左側の駆動ユニット２Ｌが取り付けられ、駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌはインボードジョイント３Ｌを介して中間シャフト４Ｌに連結されている。中間シャフト４Ｌはアウトボードジョイント５Ｌを介して左前輪７Ｌに連結されている。また、駆動ユニット２Ｌの後方には排気管９Ｌやエンジンマウント１０Ｌなどのエンジン周辺部品が配置されている。但し、左前輪系ＦＬ１においては、駆動ユニット２Ｌの前方に補機類は配置されていない。
【００３４】
次に、エンジン１１に対する駆動ユニット２の取り付け方法について説明する。一般的に、車両旋回時などにおいては、車輪とシャフトとを連結するジョイントの作動角が大きくなると、ジョイントの可動部分の摩擦が大きくなりジョイントに発生する振動も大きくなる。また、ジョイントの作動角が大きくなると、作動範囲の大きなジョイントを搭載する必要が生じる。このため、車両旋回時などにジョイントの作動角をできる限り小さくする必要がある。そこで、本実施形態では、駆動ユニット２の出力軸２３を、車両１００の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して、又は水平面に対して、所定の傾斜角となるように傾斜させている。これによりインボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００３５】
ここで、図４及び図５を参照して、駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合と傾斜させた場合とにおけるジョイントの作動角の違いについて説明する。
【００３６】
図４は、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させない場合の駆動装置３００の右前輪系の平面図を示し、図５は、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前方に傾斜させた場合の駆動装置４００の右前輪系の平面図を示す。図４及び図５において、車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面は、符号Ｓ１により示されている。また、矢印Ｂで示される方向は車両の進行方向である。
【００３７】
まず、駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合について説明する。図４に示す駆動装置３００において、駆動ユニット５０は原動機５６の側面に対して傾斜させずに取り付けられている。よって、駆動ユニット５０の出力軸５１は、鉛直面Ｓ１内にある。駆動ユニット５０の出力軸５１はインボードジョイント５２に連結され、インボードジョイント５２はシャフト５３を介してアウトボードジョイント５４に連結され、アウトボードジョイント５４は右前輪５５と連結されている。シャフト５３の中心軸は、駆動ユニット５０の出力軸５１の中心軸Ｌ３５を反時計回りに角度θｉ１だけ回転させたラインＬ３１上にある。よって、インボードジョイント５２の作動角は、駆動ユニット５０の出力軸５１の中心軸Ｌ３５を基準にして角度θｉ１となっている。
【００３８】
車両が直進するときには右前輪５５は実線の位置にあり、右旋回するときには破線の位置になる。よって、ラインＬ３１を基準とすると、車両が直進するときのアウトボードジョイント５４の作動角はθｏ１であり、車両の右操舵時のアウトボードジョイント５４の作動角はθｏｓ１である。
【００３９】
次に、駆動ユニット５０の出力軸を、車両の車幅方向における中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させた場合について説明する。図５に示す駆動装置４００においては、原動機５６の側面は、車両の車幅方向における中心線と略平行であり、駆動ユニット５０はマウントボス５６、５７を介して原動機５６の側面に対して傾斜して取り付けられている。駆動ユニット５０の出力軸５１は鉛直面Ｓ１に対して所定の傾斜角αだけ前方へ傾斜している。
【００４０】
このように駆動ユニット５０の出力軸５１が鉛直面Ｓ１に対して所定の傾斜角αだけ傾斜した場合、インボードジョイント５２の作動角はθｉ２（＜θｉ１）となる。また、シャフト５３の中心軸に対応するラインＬ３１ａを基準とすると、車両が直進するときのアウトボードジョイント５４の作動角はθｏ２（＜θｏ１）であり、右操舵時のアウトボードジョイント５４の作動角はθｏｓ２（＜θｏｓ１）である。
【００４１】
このように、駆動ユニット５０の出力軸５１を、車両の幅方向の中心線に直角な鉛直面Ｓ１に対して傾斜させた場合は、傾斜させない場合よりも、インボードジョイント５２及びアウトボードジョイント５４のいずれの作動角も小さくなる。なお、上記の説明では、鉛直面Ｓ１に対して駆動ユニット５０の出力軸を傾斜させた場合について説明したが、水平面に対して駆動ユニット５０の出力軸を傾斜させた場合についても、同様のことが言える。
【００４２】
以上の考察に基づいて、本実施形態では、図２及び図３に示すように、駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒは、車両の車幅方向における中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して、傾斜角θ４だけ前方へ傾斜して取り付けられている。これは、左前輪径ＦＬ１の駆動ユニット２Ｌについても同様である。即ち、駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌは鉛直面Ｓ１に対して傾斜角θ３だけ前方へ傾斜して取り付けられている。このように、鉛直面Ｓ１に対して駆動ユニット２の出力軸２３を前方へ傾斜させて取り付けることにより、インボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００４３】
本実施形態では、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲの長さ及び形状を調整することにより、駆動ユニット２Ｒの傾斜角θ４を実現している。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒを、車両の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して傾斜させて取り付ける方法としては２つの方法が考えられる。第１の方法は、駆動ユニット自体はエンジン側面に対して傾斜させずにエンジン側面に取り付け、駆動ユニットの出力軸の方向を駆動ユニット本体に対して傾斜させる方法である。第２の方法は、駆動ユニットの出力軸を駆動ユニット本体に対して所定角度、好ましくは垂直に形成し、駆動ユニット自体を原動機側面に対して傾斜させて取り付ける方法である。本実施形態では、第２の方法を採用している。第１の方法では、駆動ユニットの出力軸の傾斜角を所望の角度とするためには、駆動ユニット本体に対する出力軸の方向を駆動ユニット毎に変える必要が生じる。よって、例えば車種毎に好ましい駆動ユニットの出力軸の傾斜角が異なるような場合には、車種毎に対応する駆動ユニットを製作する必要が生じる。これに対し、第２の方法では、車種が異なる場合でも駆動ユニット自体は同一のものでよく、適切な長さや形状（座面の角度など）のマウントボスを用いることにより、駆動ユニットの出力軸の傾斜を調整してエンジンに取り付けることができる。従って、マウントボスを変えるだけで、同一の駆動ユニットを異なる車種に共通に使用することができる。
【００４４】
具体的には、車両の車幅方向の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対する駆動ユニットの出力軸の傾斜は、マウントボスの座面と駆動ユニットの取り付け面との合わせ面の角度（以下、「あわせ面角」とも呼ぶ。）により規定される。図２において、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲの座面１５ＲＦ及び１５ＲＲと、駆動ユニット２Ｒの取り付け面２１Ｒとの合わせ面を含む鉛直面をＳ３とする。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒは駆動ユニット２Ｒの取り付け面２１Ｒに対して垂直であるので、車両中心軸Ｌ１を含む鉛直面と鉛直面Ｓ３とがなすあわせ面角θ２と、傾斜角θ４とは等しい。よって、駆動ユニット２Ｒの実装時には、適切な形状のマウントボス１ＲＦ及び１ＲＲを使用し、マウントボス座面と駆動ユニットの取り付け面の合わせ面がなすあわせ面角θ２を、所望の傾斜角θ４と等しくすればよい。
【００４５】
以上は、左前輪系ＦＬ１に関しても同様である。即ち、適切な形状のマウントボス１ＬＦ及び１ＬＲを使用し、マウントボス１ＬＦ及び１ＬＲの座面１５ＬＦ及び１５ＬＲと、駆動ユニット２Ｌの取り付け面２１Ｌとの合わせ面を含む鉛直面Ｓ２が、車両中心軸Ｌ１を含む鉛直面となすあわせ面角θ１を、所望の傾斜角θ３と等しくなるように駆動ユニット２Ｌを取り付ければよい。
【００４６】
また、本実施形態では、図３に示されるように、駆動ユニット２Ｒ及び２Ｌは水平面Ｓ１０に対して車両の上下方向にそれぞれ傾斜角θ８及びθ７だけ傾斜して取り付けられる。これにより、上下方向におけるインボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、右前輪系ＦＲ１における駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒの傾斜角θ４及びθ８を、左前輪系ＦＬ１における駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌの傾斜角θ３及びθ７とそれぞれ異ならせている。これにより、駆動ユニット２、ジョイント３及び５、中間シャフト４などを含む駆動装置を、右前輪系ＦＲ１と左前輪系ＦＬ１とで独立に設計することが可能となる。
【００４８】
例えば、図２及び図３に示すように、右前輪系ＦＲ１では、駆動ユニット２Ｒの前方に補機類８を配置する必要があり、駆動ユニット２Ｒの後方には排気管９Ｒや原動機マウント１０Ｒが存在する。よって、右側の駆動ユニット２Ｒは、補機類８と排気管９Ｒや原動機マウント１０Ｒとの間に設ける必要があり、かつ、インボードジョイント３Ｒやアウトボードジョイント５Ｒの作動時に中間シャフト４Ｒが付近の原動機周辺部品と干渉しないように駆動ユニット２Ｒの傾斜角θ４及びθ８を決める必要がある。
【００４９】
一方、左前輪系ＦＬ１では、駆動ユニット２Ｌの前方には補機類などの障害物がないので、駆動ユニット２Ｌのエンジン１１への取り付け位置自体を右前輪系ＦＲ１と比較して前方へシフトすることができる。また、駆動ユニット２Ｌの前方に障害物が無いので、傾斜角θ３を大きくし、出力軸２Ｌをより前方へ傾けることができる。
【００５０】
［駆動ユニット］
次に、駆動ユニット２の構造について、図６を参照して説明する。図６は、駆動ユニット２の内部構造を模式的に示す。駆動ユニット２は、モータ部２０と、変速部２６とを備え、出力軸２３に連結されている。尚、本例に係る駆動ユニット２では、図６に示すように、モータ部２０のロータシャフト２５と、出力軸２３とは同一軸Ｌ５０上に設けられる。
【００５１】
モータ部２０は、ステータ２１と、ロータ２２と、ロータシャフト２５とを備える。ステータ２１は、コイル線を軟鋼等に巻回したものであり、外部からの電力供給を受けて磁界を刻々と変化させる。ロータ２２は、ステータ２１の磁界の変化に伴って回転する。ロータ２２の回転はロータシャフト２５により取り出され、変速部２６へと伝達される。変速部２６は、複数のプラネタリギヤが組み合わされたギヤトレーン２７により構成される。変速部２６は、ロータシャフト２５からの回転を変速し、変速後の回転駆動力を出力軸２３に出力する。
【００５２】
本実施形態に係る駆動ユニット２は、モータ部２０と変速部２６などによって構成されるため、車両の走行状態に応じて回転駆動力／回転トルクを変化させることができ、それらを出力軸２３に出力することができる。これにより、駆動ユニット２は、車両の走行状態に応じて左右の前輪の回転速度や回転トルクを適切に調整することができる。駆動ユニット２は左右に個別に設けられているので、左右の駆動ユニット２の回転駆動力を独立に制御することができる。
【００５３】
ここで、前述のように、左前輪系ＦＬ１の駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌと、右前輪系ＦＲ１の駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒとを、それぞれ車両の車幅方向の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して異なる傾斜角とした場合には、車両旋回時における左前輪系ＦＬ１の前輪と右前輪系ＦＲ１の前輪の伝達ラインは夫々異なってくる。
【００５４】
図７を参照して、駆動ユニットの出力軸からの回転駆動力がジョイントを介してシャフトへ伝達されるときに左右の車輪の回りに発生するモーメントＭについて説明する。図７（ａ）は、ジョイント７１に屈曲角がついた状態で入力軸７０に回転トルクＴが付与されたとき、ジョイントの回りに発生するモーメントＭの大きさを説明するための図である。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、入力軸７０が矢印の方向に回転トルクＴで回転すると、その回転トルクＴがジョイント７１を介してシャフト７２へと伝達される。上述のようにジョイント７１に屈曲角θがついた状態で入力軸７０に回転トルクＴが付与されると、Ｙ軸回りには２次偶力によるモーメントが発生する。このモーメントの大きさＭは、
Ｍ＝Ｔｔａｎθ／２（Ｎ・ｍ）（式１）
で表される。
【００５６】
図７（ｂ）は、左右不等長のシャフトＳＹ１、ＳＹ２を有する車両５００の左右の車輪回りに発生するモーメントの大きさを説明するための図である。なお、図７（ｂ）に示される符号Ｚ２の部分は路面である。図７（ｂ）に示すように、原動機５０１の左右側面に、ジョイントＪ１、Ｊ２を介して、シャフトＳＹ１、ＳＹ２が取り付けられる。同図に示すように、車両５００のシャフトＳＹ１、ＳＹ２の長さが左右の車輪で夫々異なる場合には、ジョイントＪ１、Ｊ２の屈曲角も夫々異なってくる。即ち、紙面に向かって、左のシャフトＳＹ１に回転自在に連結されるジョイントＪ１は、路面と平行な水平面Ｌ７０から反時計回りに角度θＬだけ屈曲している。一方、紙面に向かって、右のシャフトＳＹ２に回転自在に連結されるジョイントＪ２は、路面と平行な水平面Ｌ７０から時計回りに角度θＲだけ屈曲している。ここで、角度θＬ＞角度θＲである。
【００５７】
かかる車両５００では、図７（ａ）に示すように、左右の車輪回りに所定の大きさのモーメントＭが発生する。即ち、車両５００では、図７（ｂ）に示すように、左右のジョイントＪ１、Ｊ２の屈曲角が夫々異なるため、左右の車輪の回りに発生するモーメントＭ（式１を参照）の大きさも異なってくる。このように、大きさの異なるモーメントＭが左右の車輪に発生すると、いわゆるトルクステアが発生する。
【００５８】
しかし、本実施形態では、必要に応じて左右の前輪７の大きさの異なるモーメントＭによるトルクステアを修正するように左右の駆動ユニット２の一方又は両方を適切なトルクで駆動することにより、左右の前輪７の回転速度／回転トルクを調整し、車両の拳動を安定させることができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る駆動ユニット２は、図６に示すように、モータ部２０のロータシャフト２５と出力軸２３とをギヤトレーン２７を介して同一軸Ｌ５０上に設けている。このため、左前輪系ＦＬ１及び右前輪系ＦＲ１の駆動ユニット２は、ロータシャフト２５及び出力軸２３の長さ分だけ車両１００の車幅方向の外側に配置される。一般的に、駆動ユニットと車輪との距離が近づくとジョイント作動角が大きくなるので、本発明のように駆動ユニットの出力軸を傾斜させてジョイントの作動角を小さくすることがより効果的となる。
【００６０】
［変形例］
上記の実施形態においては、左右前輪を対象に、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させ、インボードジョイント及びアウトボードジョイントの作動角を小さくするようにしたが、これに限らず、左右の後輪に対してのみ、又は左右前後輪の全てに対して、本発明を適用するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る駆動装置によれば、駆動ユニットの出力軸を車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して所定の傾斜角だけ傾斜させて配置しているので、その出力軸と車輪とを連結するジョイントの作動角を小さくすることができる。このため、作動角の範囲が小さいジョイントを使用することが可能となり、低コスト化が可能となる。また、ジョイントの作動角が小さくなるため、車両旋回時などにおいて、それらの可動部分の摩擦や振動を減少させることができる。さらに、ジョイントの作動角を小さくすることにより、中間シャフトなどの作動範囲が小さくなるので、補機類、排気管及び原動機マウントなどの原動機周辺部品との間に一定のスペースを容易に保つことができる。よって、原動機及び駆動ユニットを含む駆動装置の設計自由度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動装置を備える車両の平面図を示す。
【図２】本発明に係る駆動装置の平面図を示す。
【図３】本発明に係る駆動装置の正面図を示す。
【図４】駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合のジョイントの作動角の大きさを説明する図である。
【図５】駆動ユニットの出力軸を傾斜させた場合のジョイントの作動角の大きさを説明する図である。
【図６】本発明に係る駆動ユニットの基本構造を示す。
【図７】ジョイントの作動角の大きさに応じて発生するモーメントの大きさを説明する図である。
【符号の説明】
２駆動ユニット
３インボードジョイント
４中間シャフト
５アウトボードジョイント
６アウトシャフト
７前輪
８補機類
９排気管
１０原動機マウント
１１原動機
１１２トルクコンバータ
１１３トランスミッション
１１４プロペラシャフト
１１５ディファレンシャルギヤ
１１６ドライブシャフト
１１７後輪
２０モータ部
２３出力軸
２６変速部
１００、５００車両
２００、３００、４００駆動装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle drive device including an electric drive device that independently controls left and right wheels of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An electric drive device that uses an electric motor or the like to drive a vehicle wheel is known. As a prior art relating to such an electric drive device, the left and right sides of a vehicle in which the output shaft of the electric motor is formed hollow, the axle is passed through the output shaft, and the electric motor is arranged on the same straight line as the axle. A connecting device between wheels is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
There is also known a vehicle electric drive device in which an electric motor is disposed substantially parallel to the transmission shafts of the left and right rear wheels, and the electric motor and a gear case are bolted via an end piece (for example, a patent) Reference 2).
[0004]
Furthermore, a drive motor or the like is arranged on the same straight line as the drive shafts of the left and right rear wheels, and a travel assist device for a vehicle that performs travel assist (see, for example, Patent Document 3), a hydraulic motor is attached to the vehicle body, and a universal joint There is known a power transmission mechanism for a vehicle that drives a wheel via a motor (for example, see Patent Document 4), and a drive device for an electric vehicle in which an electric motor is disposed on the same axis or substantially parallel to the propeller shaft (for example, (See Patent Document 5).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-240347
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-243664
[Patent Document 3]
JP-A-11-170881
[Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 7-71898
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-240296
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the drive device as described above, the output shaft of the drive unit is disposed substantially parallel to the axle. Accordingly, since the operating angle of the joint increases when the vehicle turns, it is necessary to keep a large allowable range of the joint. Further, if the operating angle of the joint increases when the vehicle turns, the internal friction of the joint portion increases, which may cause vibrations and torque fluctuations in the vehicle.
[0007]
In addition, if the left and right electric drive units are integrated on the axle, depending on the type of vehicle or prime mover, space for installing auxiliary equipment such as an air conditioner and motor peripheral parts such as an exhaust pipe It becomes difficult to ensure.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and in a drive device in which an electric drive unit is provided on both sides of a prime mover, the operating angle of a joint provided on an axle is reduced, and the electric drive device and the prime mover are provided. It is an object to secure an appropriate space between peripheral components.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In one aspect of the present invention, the drive device includes left and right wheels and left and right drive units having output shafts connected to the wheels, and the output shaft of the drive unit is a center line in the vehicle width direction. Is inclined at a predetermined inclination angle in at least one of the front-rear direction and the vertical direction with respect to a vertical plane perpendicular to the horizontal plane.
[0010]
According to the above drive device, the output shaft of the drive unit connected to the wheels is inclined at a predetermined inclination angle with respect to a vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction or with respect to the horizontal plane. Therefore, the operating angle of the joint that connects the output shaft and the wheel, for example, can be reduced. For this reason, it becomes possible to use a joint with a small movable range, and can make a joint low-cost. Further, since the operating angle of the joint becomes small, friction and vibration of those movable parts can be reduced when the vehicle turns. In addition, a certain space can be easily secured between the peripheral components such as the auxiliary machinery, the exhaust pipe, and the prime mover mount. Therefore, the design freedom of the drive device including the prime mover and the drive unit can be improved.
[0011]
In another aspect of the above drive device, the tilt angle of the left drive unit is different from the tilt angle of the right drive unit. According to this aspect, the mounting position and operating range of the drive unit can be determined independently on the left and right. Therefore, it is possible to design the arrangement of the left and right drive units and the motor peripheral parts independently on the left and right.
[0012]
In another mode of the above drive device, the left and right drive units are arranged on the left and right side surfaces of the prime mover in the vehicle width direction so as to sandwich the prime mover.
[0013]
According to this aspect, the drive unit is arranged to be pushed outward in the vehicle width direction of the vehicle by the width of the prime mover. In this case, since the distance between the drive unit and the wheel approaches and generally the operating angle of the joint increases, it is more effective to incline the output shaft of the drive unit.
[0014]
In another aspect of the above drive device, the drive unit is attached to a side surface of the prime mover via an attachment member, and a mating surface of the drive unit and the attachment member is located with respect to a center line of the output shaft. In the vertical plane.
[0015]
According to this aspect, the drive unit is attached to the side surface of the prime mover by the attachment member such as the mount boss, and the inclination angle can be determined by adjusting the mating surface of the attachment member. Therefore, even when the design around the prime mover is different for each vehicle type and the inclination angle of the drive unit is different, a common drive unit can be used by changing the size and shape of the mounting member. Thereby, it is not necessary to prepare a different drive unit for each vehicle type, and the cost can be reduced.
[0016]
In another aspect of the above drive device, the drive unit receives a power supply and generates a drive force, converts the drive force obtained from the motor into a predetermined gear ratio, and a drive force after the shift. And a transmission unit that outputs the output to the output shaft of the drive unit.
[0017]
Normally, when the output shaft of the drive unit has different inclination angles on the left and right, moments of different magnitudes are generated around the rotation of the left and right wheels, respectively, and the drive force transmission line for the left and right wheels is generated when the vehicle turns. Come different. For this reason, the running performance of the vehicle may be affected. However, according to the above aspect, the left and right drive units are independently provided with motors, and the drive force can be controlled independently, so that each drive unit is independently controlled to adjust the rotational speed and torque of the left and right wheels. By doing so, it is possible to absorb the difference in moment and the difference in the driving force transmission line.
[0018]
In another aspect of the above drive device, the drive unit is configured such that the output shaft, the rotation shaft of the motor, and the transmission unit are arranged on the same axis.
[0019]
According to this aspect, the drive unit is disposed so as to be pushed further outward in the vehicle width direction of the vehicle by the width of the motor and the transmission unit, so that the output shaft of the drive unit is inclined as described above. Is even more effective.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
[Basic configuration of vehicle]
First, a basic configuration of the vehicle 100 according to the present embodiment will be described. In addition, the vehicle 100 according to the present embodiment is an application of the present invention to a FR vehicle with 4WD (four-wheel drive) specification (primary motor rear-wheel drive system). However, the application of the present invention is not limited to this, and can also be applied to the rear wheels of an FF vehicle (primary front wheel drive system), and can also be applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle using a motor as a prime mover. In addition, the vehicle 100 illustrated below uses an engine as a prime mover.
[0022]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a vehicle 100 including a drive device 200 according to the present invention. As shown in FIG. 1, a vehicle 100 mainly includes a drive device 200 including an engine 11 and a pair of left and right drive units 2, a torque converter 112, a transmission 113, a propeller shaft 114, a differential gear 115, and a drive shaft. 116, a rear wheel 117, and a front wheel 7.
[0023]
The engine 11 is an internal combustion engine that generates power by exploding an air-fuel mixture in a combustion chamber. The reciprocating motion of the piston due to the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber is converted into the rotational motion of the crankshaft (not shown) via the connecting rod (not shown). The rotation of the crankshaft is transmitted to the rear wheel 117 through the torque converter 112, the transmission 113, the propeller shaft 114, the differential gear 115, and the drive shaft 116.
[0024]
Torque converter 112 is provided between engine 11 and transmission 113. The torque converter 112 uses a working fluid such as oil to function as a clutch that intermittently transmits the rotational torque output from the engine 11 to the transmission 113, and increases the rotational torque and transmits it to the transmission 113. It has the function to do.
[0025]
The transmission 113 is provided between the torque converter 112 and the propeller shaft 114, and has a plurality of gears (planetary gears) corresponding to each of the four forward speeds (first to fourth speeds) and the first reverse speed. . The transmission 113 operates a hydraulic control device (not shown) on the basis of a command signal from an ECU (Engine Control Unit), thereby shifting (shifting up) from a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed. Shift operation (shift down) is performed.
[0026]
The propeller shaft 114 is a propulsion shaft that is provided between the transmission 113 and the differential gear 115 and transmits the driving force obtained from the engine 11 to the rear wheels 117.
[0027]
The differential gear 115 is composed of a combination of a plurality of bevel gears, and is a gear that adjusts the rotational speeds of the inner and outer wheels when the vehicle turns. Specifically, when the vehicle 100 travels on a straight road, the differential gear 115 rotates the left and right front wheels at the same speed. On the other hand, when the vehicle 100 performs a turning motion, a difference in rotational speed between the left and right front wheels is generated. Therefore, the differential gear 115 adjusts the rotational speed of the vehicle 100 to enable a smooth turning motion.
[0028]
The drive shaft 116 is an axle that is rotatably connected to the left and right rear wheels 117. The drive shaft 116 is rotated by a driving force from the engine 11 side and transmits power to the rear wheel 117.
[0029]
Next, the configuration of the drive device 200 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a plan view of the driving device 200, and FIG. 3 is a front view of the driving device 200 viewed from the direction of arrow A in FIG. In FIG. 3, reference numeral Z1 indicates a road surface.
[0030]
As shown in the figure, the driving device 200 is roughly divided into a right front wheel system FR1 on the right side and a left front wheel system FL1 on the left side in the traveling direction of the vehicle. The right front wheel system FR1 includes a right drive unit 2R including an electric motor and a transmission. As can be understood from FIGS. 2 and 3, the basic components of the right front wheel system FR1 and the left front wheel system FL1 are the same. The letter R or L is added to the element code, and the letter R or L is omitted when there is no need to distinguish left and right. For example, “drive unit 2” indicates the left and right drive units 2R and 2L, and “drive unit 2R” indicates only the right drive unit 2R.
[0031]
The drive unit 2R is attached to the right side surface of the engine 11 by mount bosses 1RF and 1RR. The output shaft 23R of the drive unit 2R is connected to the intermediate shaft 4R via the inboard joint 3R, and the intermediate shaft 4R is further fixed to the right front wheel 7R via the outboard joint 5R. The inboard joint 3R transmits the rotational driving force of the output shaft 23R of the drive unit 2R to the intermediate shaft 4R, and the outboard joint 5R transmits the rotational driving force of the intermediate shaft 4R to the right front wheel 7R. Thus, the rotational driving force generated by the drive unit 2R rotationally drives the right front wheel 7R.
[0032]
In the right front wheel system FR1, engine peripheral parts such as an exhaust pipe 9R and an engine mount 10R are arranged behind the drive unit 2R, and auxiliary machinery 8 is arranged in front of the drive unit 2R.
[0033]
The left front wheel system FL1 basically has the same configuration as that of the right front wheel system FR1, and the respective components are arranged substantially symmetrically with respect to the center line L1 in the vehicle width direction. That is, the left drive unit 2L is attached to the left side surface of the engine 11 via mount bosses 1LF and 1LR, and the output shaft 23L of the drive unit 2L is connected to the intermediate shaft 4L via the inboard joint 3L. The intermediate shaft 4L is connected to the left front wheel 7L via an outboard joint 5L. Further, engine peripheral parts such as an exhaust pipe 9L and an engine mount 10L are arranged behind the drive unit 2L. However, in the left front wheel system FL1, no accessories are arranged in front of the drive unit 2L.
[0034]
Next, a method for attaching the drive unit 2 to the engine 11 will be described. In general, when the vehicle turns, when the operating angle of the joint connecting the wheel and the shaft increases, the friction of the movable part of the joint increases and the vibration generated in the joint also increases. Moreover, when the operating angle of a joint becomes large, it becomes necessary to mount a joint with a large operating range. For this reason, it is necessary to make the operating angle of the joint as small as possible when the vehicle turns. Therefore, in the present embodiment, the output shaft 23 of the drive unit 2 is inclined so as to have a predetermined inclination angle with respect to a vertical plane perpendicular to the center line of the vehicle 100 in the vehicle width direction or with respect to a horizontal plane. ing. Thereby, the operating angle of the inboard joint 3 and the outboard joint 5 can be made small.
[0035]
Here, with reference to FIG.4 and FIG.5, the difference in the operating angle of the joint between the case where the output shaft of a drive unit is not inclined and the case where it is made to incline is demonstrated.
[0036]
FIG. 4 is a plan view of the right front wheel system of the drive device 300 when the output shaft of the drive unit is not inclined with respect to a vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction of the vehicle. FIG. The top view of the right front-wheel system of the drive device 400 at the time of making an output shaft incline ahead with respect to the vertical plane perpendicular to the center line of the vehicle width direction of a vehicle is shown. 4 and 5, the vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction of the vehicle is indicated by reference numeral S1. The direction indicated by arrow B is the traveling direction of the vehicle.
[0037]
First, a case where the output shaft of the drive unit is not inclined will be described. In the driving apparatus 300 shown in FIG. 4, the driving unit 50 is attached without being inclined with respect to the side surface of the prime mover 56. Therefore, the output shaft 51 of the drive unit 50 is in the vertical plane S1. An output shaft 51 of the drive unit 50 is connected to an inboard joint 52, the inboard joint 52 is connected to an outboard joint 54 via a shaft 53, and the outboard joint 54 is connected to a right front wheel 55. The central axis of the shaft 53 is on a line L31 obtained by rotating the central axis L35 of the output shaft 51 of the drive unit 50 counterclockwise by the angle θi1. Therefore, the operating angle of the inboard joint 52 is an angle θi1 with respect to the central axis L35 of the output shaft 51 of the drive unit 50.
[0038]
When the vehicle goes straight, the right front wheel 55 is in a solid line position, and when turning right, it is in a broken line position. Therefore, with reference to the line L31, the operating angle of the outboard joint 54 when the vehicle goes straight is θo1, and the operating angle of the outboard joint 54 when the vehicle is steered to the right is θos1.
[0039]
Next, a case where the output shaft of the drive unit 50 is inclined with respect to a vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction of the vehicle will be described. In the drive device 400 shown in FIG. 5, the side surface of the prime mover 56 is substantially parallel to the center line in the vehicle width direction of the vehicle, and the drive unit 50 is inclined with respect to the side surface of the prime mover 56 via the mount bosses 56 and 57. Attached. The output shaft 51 of the drive unit 50 is inclined forward with respect to the vertical plane S1 by a predetermined inclination angle α.
[0040]
As described above, when the output shaft 51 of the drive unit 50 is inclined by the predetermined inclination angle α with respect to the vertical plane S1, the operating angle of the inboard joint 52 is θi2 (<θi1). When the line L31a corresponding to the central axis of the shaft 53 is used as a reference, the operating angle of the outboard joint 54 when the vehicle goes straight is θo2 (<θo1), and the operating angle of the outboard joint 54 during right steering is Is θos2 (<θos1).
[0041]
As described above, when the output shaft 51 of the drive unit 50 is inclined with respect to the vertical plane S1 perpendicular to the center line in the vehicle width direction, the inboard joint 52 and the outboard joint 54 are more than when the output shaft 51 is not inclined. Any of these operating angles becomes smaller. In the above description, the case where the output shaft of the drive unit 50 is inclined with respect to the vertical plane S1 has been described, but the same applies to the case where the output shaft of the drive unit 50 is inclined with respect to the horizontal plane. I can say.
[0042]
Based on the above consideration, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the output shaft 23R of the drive unit 2R is relative to the vertical plane S1 perpendicular to the center line L1 in the vehicle width direction of the vehicle. It is attached so as to be inclined forward by an inclination angle θ4. The same applies to the drive unit 2L having the left front wheel diameter FL1. That is, the output shaft 23L of the drive unit 2L is attached to the vertical plane S1 so as to be inclined forward by the inclination angle θ3. Thus, the operating angle of the inboard joint 3 and the outboard joint 5 can be reduced by attaching the output shaft 23 of the drive unit 2 to the vertical plane S1 so as to be inclined forward.
[0043]
In the present embodiment, the inclination angle θ4 of the drive unit 2R is realized by adjusting the length and shape of the mount bosses 1RF and 1RR. There are two possible methods for attaching the output shaft 23R of the drive unit 2R so as to be inclined with respect to the vertical plane S1 perpendicular to the center line L1 of the vehicle. The first method is a method in which the drive unit itself is attached to the engine side without being inclined with respect to the engine side, and the direction of the output shaft of the drive unit is inclined with respect to the drive unit main body. The second method is a method in which the output shaft of the drive unit is formed at a predetermined angle, preferably perpendicular to the drive unit main body, and the drive unit itself is tilted with respect to the side surface of the prime mover. In the present embodiment, the second method is adopted. In the first method, in order to set the inclination angle of the output shaft of the drive unit to a desired angle, it is necessary to change the direction of the output shaft with respect to the drive unit main body for each drive unit. Therefore, for example, when the inclination angle of the preferred output shaft of the drive unit differs for each vehicle type, it is necessary to manufacture a drive unit corresponding to each vehicle type. On the other hand, in the second method, the drive unit itself may be the same even when the vehicle types are different, and the output shaft of the drive unit can be obtained by using a mount boss having an appropriate length and shape (such as the angle of the seating surface). It can be attached to the engine by adjusting the inclination. Therefore, the same drive unit can be commonly used for different vehicle types by simply changing the mount boss.
[0044]
Specifically, the inclination of the output shaft of the drive unit with respect to the vertical plane S1 perpendicular to the center line L1 in the vehicle width direction of the vehicle is the angle of the mating surface between the seat surface of the mount boss and the mounting surface of the drive unit (hereinafter, Also referred to as “matching face angle”). In FIG. 2, a vertical surface including a mating surface between the seating surfaces 15RF and 15RR of the mount bosses 1RF and 1RR and the mounting surface 21R of the drive unit 2R is denoted by S3. Since the output shaft 23R of the drive unit 2R is perpendicular to the mounting surface 21R of the drive unit 2R, the mating surface angle θ2 formed by the vertical surface including the vehicle center axis L1 and the vertical surface S3 is equal to the inclination angle θ4. . Therefore, when mounting the drive unit 2R, the mount bosses 1RF and 1RR having appropriate shapes are used, and the mating surface angle θ2 formed by the mating surface of the mount boss seating surface and the mounting surface of the drive unit is equal to the desired inclination angle θ4. do it.
[0045]
The same applies to the left front wheel system FL1. In other words, the mount bosses 1LF and 1LR having an appropriate shape are used, and the vertical surface S2 including the mating surfaces of the seating surfaces 15LF and 15LR of the mount bosses 1LF and 1LR and the mounting surface 21L of the drive unit 2L is the vehicle center axis L1. The drive unit 2L may be attached so that the mating surface angle θ1 with the vertical surface including the angle becomes equal to the desired inclination angle θ3.
[0046]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the drive units 2R and 2L are attached to the horizontal plane S10 with inclination angles θ8 and θ7 in the vertical direction of the vehicle, respectively. Thereby, the operating angle of the inboard joint 3 and the outboard joint 5 in the up-down direction can be reduced.
[0047]
In the present embodiment, the inclination angles θ4 and θ8 of the output shaft 23R of the drive unit 2R in the right front wheel system FR1 are made different from the inclination angles θ3 and θ7 of the output shaft 23L of the drive unit 2L in the left front wheel system FL1, respectively. Yes. As a result, it is possible to independently design the drive device including the drive unit 2, the joints 3 and 5, the intermediate shaft 4 and the like with the right front wheel system FR1 and the left front wheel system FL1.
[0048]
For example, as shown in FIGS. 2 and 3, in the right front wheel system FR1, it is necessary to dispose the auxiliary machinery 8 in front of the drive unit 2R, and an exhaust pipe 9R and a prime mover mount 10R are disposed behind the drive unit 2R. Exists. Therefore, the right drive unit 2R needs to be provided between the auxiliary machinery 8, the exhaust pipe 9R, and the prime mover mount 10R, and the intermediate shaft 4R is in the vicinity when the inboard joint 3R and the outboard joint 5R are operated. It is necessary to determine the inclination angles θ4 and θ8 of the drive unit 2R so as not to interfere with the peripheral parts of the prime mover.
[0049]
On the other hand, in the left front wheel system FL1, since there are no obstacles such as accessories in front of the drive unit 2L, the mounting position itself of the drive unit 2L to the engine 11 is shifted forward as compared with the right front wheel system FR1. be able to. Further, since there is no obstacle in front of the drive unit 2L, the inclination angle θ3 can be increased and the output shaft 2L can be tilted further forward.
[0050]
[Drive unit]
Next, the structure of the drive unit 2 will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows the internal structure of the drive unit 2. The drive unit 2 includes a motor unit 20 and a transmission unit 26 and is connected to the output shaft 23. In the drive unit 2 according to this example, as shown in FIG. 6, the rotor shaft 25 of the motor unit 20 and the output shaft 23 are provided on the same axis L50.
[0051]
The motor unit 20 includes a stator 21, a rotor 22, and a rotor shaft 25. The stator 21 is obtained by winding a coil wire around mild steel or the like, and receives a power supply from the outside to change the magnetic field every moment. The rotor 22 rotates as the magnetic field of the stator 21 changes. The rotation of the rotor 22 is extracted by the rotor shaft 25 and transmitted to the transmission unit 26. The transmission unit 26 includes a gear train 27 in which a plurality of planetary gears are combined. The transmission unit 26 shifts the rotation from the rotor shaft 25 and outputs the rotational driving force after the shift to the output shaft 23.
[0052]
Since the drive unit 2 according to the present embodiment is configured by the motor unit 20 and the transmission unit 26 and the like, the rotational driving force / rotational torque can be changed according to the traveling state of the vehicle. Can be output. Thus, the drive unit 2 can appropriately adjust the rotational speed and rotational torque of the left and right front wheels according to the traveling state of the vehicle. Since the drive units 2 are individually provided on the left and right, the rotational driving force of the left and right drive units 2 can be controlled independently.
[0053]
Here, as described above, the output shaft 23L of the drive unit 2L of the left front wheel system FL1 and the output shaft 23R of the drive unit 2R of the right front wheel system FR1 are each perpendicular to the center line L1 in the vehicle width direction of the vehicle. When the inclination angles are different from each other with respect to the vertical plane S1, the transmission lines of the front wheels of the left front wheel system FL1 and the front wheels of the right front wheel system FR1 are different from each other when the vehicle is turning.
[0054]
With reference to FIG. 7, the moment M generated around the left and right wheels when the rotational driving force from the output shaft of the drive unit is transmitted to the shaft via the joint will be described. FIG. 7A is a diagram for explaining the magnitude of the moment M generated around the joint when the rotational torque T is applied to the input shaft 70 with the joint 71 having a bending angle.
[0055]
As shown in FIG. 7A, when the input shaft 70 rotates with the rotational torque T in the direction of the arrow, the rotational torque T is transmitted to the shaft 72 via the joint 71. As described above, when the rotational torque T is applied to the input shaft 70 with the joint 71 having the bending angle θ, a moment due to the secondary couple is generated around the Y axis. The magnitude M of this moment is
M = Ttan θ / 2 (N · m) (Formula 1)
It is represented by
[0056]
FIG. 7B is a diagram for explaining the magnitude of the moment generated around the left and right wheels of the vehicle 500 having the left and right unequal length shafts SY1 and SY2. In addition, the part of the code | symbol Z2 shown by FIG.7 (b) is a road surface. As shown in FIG. 7B, shafts SY1 and SY2 are attached to the left and right side surfaces of the prime mover 501 via joints J1 and J2. As shown in the figure, when the lengths of the shafts SY1, SY2 of the vehicle 500 are different between the left and right wheels, the bending angles of the joints J1, J2 are also different. That is, the joint J1 rotatably connected to the left shaft SY1 is bent by an angle θL counterclockwise from a horizontal plane L70 parallel to the road surface. On the other hand, the joint J2 rotatably connected to the right shaft SY2 toward the paper surface is bent by an angle θR clockwise from a horizontal plane L70 parallel to the road surface. Here, angle θL> angle θR.
[0057]
In such a vehicle 500, as shown in FIG. 7A, a moment M having a predetermined magnitude is generated around the left and right wheels. That is, in the vehicle 500, as shown in FIG. 7B, the bending angles of the left and right joints J1 and J2 are different from each other, so that the magnitude of the moment M (see Equation 1) generated around the left and right wheels is also different. Come. Thus, when moments M having different sizes are generated on the left and right wheels, so-called torque steer is generated.
[0058]
However, in the present embodiment, by driving one or both of the left and right drive units 2 with an appropriate torque so as to correct the torque steer due to the different moments M of the left and right front wheels 7 as needed, The rotational speed / rotational torque of the front wheel 7 can be adjusted to stabilize the fist movement of the vehicle.
[0059]
Further, as shown in FIG. 6, the drive unit 2 according to the present embodiment is provided with the rotor shaft 25 and the output shaft 23 of the motor unit 20 on the same axis L <b> 50 via the gear train 27. For this reason, the drive unit 2 of the left front wheel system FL1 and the right front wheel system FR1 is disposed outside the vehicle 100 in the vehicle width direction by the length of the rotor shaft 25 and the output shaft 23. In general, the joint operating angle increases as the distance between the driving unit and the wheel approaches, so it becomes more effective to decrease the operating angle of the joint by inclining the output shaft of the driving unit as in the present invention. .
[0060]
[Modification]
In the above embodiment, for the left and right front wheels, the output shaft of the drive unit is inclined with respect to a vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction of the vehicle, and the operating angles of the inboard joint and the outboard joint are reduced. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied only to the left and right rear wheels or to all of the left and right front and rear wheels.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the drive device according to the present invention, the output shaft of the drive unit is disposed at a predetermined inclination angle with respect to a vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction. The operating angle of the joint connecting the output shaft and the wheel can be reduced. For this reason, it is possible to use a joint having a small operating angle range, and it is possible to reduce the cost. Further, since the operating angle of the joint becomes small, friction and vibration of those movable parts can be reduced when the vehicle turns. In addition, by reducing the operating angle of the joint, the operating range of the intermediate shaft and the like is reduced, so that it is possible to easily maintain a certain space between the auxiliary machinery, exhaust pipes, and the motor peripheral components such as the motor mount. it can. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in designing the drive device including the prime mover and the drive unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a plan view of a vehicle equipped with a drive device according to the present invention.
FIG. 2 shows a plan view of a drive device according to the present invention.
FIG. 3 shows a front view of the drive device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the magnitude of the joint operating angle when the output shaft of the drive unit is not tilted.
FIG. 5 is a diagram for explaining the magnitude of the operating angle of the joint when the output shaft of the drive unit is tilted.
FIG. 6 shows a basic structure of a drive unit according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the magnitude of a moment generated according to the magnitude of the joint operating angle.
[Explanation of symbols]
2 Drive unit
3 Inboard joint
4 Intermediate shaft
5 Outboard joint
6 Out shaft
7 Front wheels
8 Auxiliary machinery
9 Exhaust pipe
10 Motor mount
11 prime mover
112 Torque converter
113 Transmission
114 propeller shaft
115 differential gear
116 drive shaft
117 Rear wheel
20 Motor part
23 Output shaft
26 Transmission section
100, 500 vehicles
200, 300, 400 drive device

Claims

Left and right wheels,
Left and right drive units having output shafts connected to the wheels,
The output shaft of the drive unit is inclined at a predetermined inclination angle in at least one of the vertical direction with respect to the vertical plane perpendicular to the center line in the vehicle width direction and the vertical direction with respect to the horizontal plane. Drive device.

The drive device according to claim 1, wherein the inclination angle of the left drive unit is different from the inclination angle of the right drive unit.

The drive device according to claim 1, wherein the left and right drive units are disposed on left and right side surfaces in the vehicle width direction of the prime mover so as to sandwich the prime mover.

The drive unit is attached to a side surface of the prime mover via an attachment member, and a mating surface of the drive unit and the attachment member is in a vertical plane with respect to a center line of the output shaft. Item 4. The drive device according to any one of Items 1 to 3.

The drive unit receives a power supply to generate a drive force, converts the drive force obtained from the motor into a predetermined gear ratio, and outputs the drive force after the shift to the output shaft of the drive unit. A drive unit according to any one of claims 1 to 4, further comprising a transmission unit.

6. The drive device according to claim 5, wherein the drive unit is configured such that the output shaft, the rotation shaft of the motor, and the transmission unit are arranged on the same axis.