JP2007181293A - Driving apparatus of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の駆動装置に関し、特に、車輪に組み付けられたインホイールモータを動力源とする車両の駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device, and more particularly to a vehicle drive device that uses an in-wheel motor assembled to a wheel as a power source.
最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)および電気自動車(Electric Vehicle)が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源により駆動されるモータを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。 Recently, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted attention as environmentally friendly vehicles. A hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor driven by a DC power source via an inverter in addition to a conventional engine as a power source. In other words, a power source is obtained by driving the engine, a DC voltage from a DC power source is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source.
また、電気自動車は、インバータを介して直流電源によって駆動されるモータを動力源とする自動車である。 An electric vehicle is a vehicle that uses a motor driven by a DC power supply via an inverter as a power source.
ここで、ハイブリッド自動車および電気自動車においては、左右の駆動輪を車輪に組み付けられたインホイールモータを駆動源として独立に駆動するインホイールモータ駆動方式が検討されている(たとえば特許文献1〜6参照)。これによれば、駆動源としてモータを一台のみ搭載した電気自動車と比較して、駆動力を高めることができるとともに、4輪駆動のような運転者の要求に合わせたきめ細かい操作が実現される。 Here, in a hybrid vehicle and an electric vehicle, an in-wheel motor drive system that independently drives with an in-wheel motor assembled on the left and right drive wheels as a drive source has been studied (for example, see Patent Documents 1 to 6). ). According to this, as compared with an electric vehicle equipped with only one motor as a drive source, it is possible to increase the driving force and realize a fine-tuned operation according to the driver's request such as four-wheel drive. .
そして、車両にインホイールモータ駆動方式を採用した場合、インホイールモータの各々に対してはインバータが設けられる。このようなインバータにおいては、配線系統の簡素化および省スペース化を図るために、モータとともに車輪に組み込んだ搭載構造が検討されている(たとえば特許文献1および2参照)。 And when an in-wheel motor drive system is employ | adopted as a vehicle, an inverter is provided with respect to each of an in-wheel motor. In such an inverter, in order to simplify the wiring system and save space, a mounting structure incorporated in a wheel together with a motor has been studied (for example, see Patent Documents 1 and 2).
たとえば特許文献1には、車輪を構成するホイールに近い側から、インバータ、モータおよび減速機の順で配置された車両駆動装置が開示される。また、特許文献2には、ホイールの内側でロータおよびステータをその外側から覆うモータカバーと、基板上にスイッチング素子を搭載したインバータとを備えたホイールモータにおいて、インバータの基板を、モータカバーの軸方向に長さを有する軸保持部の外周側に配設したインバータの配置構造が開示される。
ここで、インホイールモータ駆動方式の車両においては、インホイールモータと同等数のインバータの各々が発熱源となるパワー素子を有するため、インバータの冷却系統をさらに搭載することが必要とされる。 Here, in an in-wheel motor drive type vehicle, each of the same number of inverters as the in-wheel motor has a power element that serves as a heat source, and therefore, it is necessary to further mount an inverter cooling system.
その一方で、車両の室内空間を確保する観点から、モータ駆動装置の小型化が強く要求されている。 On the other hand, miniaturization of the motor drive device is strongly demanded from the viewpoint of securing the vehicle interior space.
したがって、インホイールモータの各々を駆動制御するインバータおよびそのインバータの冷却系統においても、許容される搭載スペースに制約が課されることとなる。 Therefore, restrictions are imposed on the allowable mounting space also in the inverter that drives and controls each in-wheel motor and the cooling system of the inverter.
しかしながら、上記の特許文献1に記載の車両駆動装置によれば、インバータとその冷却系統とを車両構造のどの位置に搭載するかについては具体的に検討されるには至っていない。また、上記の特許文献2に記載のインバータの配置構造によれば、インホイールモータの高出力化を鑑みた場合、より大きなモータ駆動電流を供給するためにインバータに相対的に大きなパワー素子を用いる必要が生じるが、搭載スペースの制約から適用できるパワー素子サイズが制限される、およびインバータの放熱性の確保が困難であるといった問題が浮上する。 However, according to the vehicle drive device described in the above-mentioned Patent Document 1, it has not been specifically studied as to which position of the vehicle structure the inverter and its cooling system are mounted. Moreover, according to the arrangement structure of the inverter described in Patent Document 2 above, in view of increasing the output of the in-wheel motor, a relatively large power element is used for the inverter in order to supply a larger motor driving current. Although necessary, there arises problems that the size of the power element that can be applied is limited due to restrictions on the mounting space, and that it is difficult to ensure the heat dissipation of the inverter.
それゆえ、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化と装置外部への放熱性の確保とを両立させた車両の駆動装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that achieves both downsizing and ensuring heat dissipation to the outside of the device. .
この発明によれば、車両の駆動装置は、車両の駆動輪に連結されたインホイールモータと、電源から電力の供給を受けてインホイールモータを駆動制御する駆動回路とを備える。駆動回路は、車両のロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部の側面上に配置される。 According to the present invention, a vehicle drive device includes an in-wheel motor coupled to a drive wheel of the vehicle, and a drive circuit that drives the in-wheel motor by receiving power supplied from a power source. The drive circuit is disposed on the side surface of the space formed between the rocker panel and the side member of the vehicle.
上記の車両の駆動装置によれば、駆動回路をロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部に搭載したことによって、駆動回路からの熱は車体に放熱される。したがって、個々に冷却系統を設けることなく、駆動回路を簡易かつ効率良く冷却することができる。また、インホイールモータと駆動回路との間に配設される電力線の配線長を短くすることができる。その結果、駆動装置を小型化でき、車両の室内空間が確保される。さらに、空間部は外部からの漏水を防止可能なように構成されることから、駆動回路の防水機能を確保することができる。 According to the above vehicle drive device, the heat from the drive circuit is radiated to the vehicle body by mounting the drive circuit in the space formed between the rocker panel and the side member. Therefore, it is possible to cool the drive circuit easily and efficiently without individually providing a cooling system. Further, the wiring length of the power line disposed between the in-wheel motor and the drive circuit can be shortened. As a result, the drive device can be reduced in size, and the vehicle interior space is secured. Furthermore, since the space portion is configured to prevent leakage of water from the outside, the waterproof function of the drive circuit can be ensured.
好ましくは、空間部は、車両の前後方向に延在して形成され、車両の前方側端部に設けられて車両の走行中に生起される走行風を空間部に供給するための走行風導入口と、車両の後方側端部に設けられて走行風を空間部から車両の外部に排出するための走行風排出口とを含む。 Preferably, the space portion is formed so as to extend in the front-rear direction of the vehicle, and is provided at a front side end portion of the vehicle so as to supply a traveling wind generated during traveling of the vehicle to the space portion. And a running wind outlet provided at the rear end of the vehicle for discharging running wind from the space to the outside of the vehicle.
上記の車両の駆動装置によれば、空間部に走行風を通流させることにより、駆動回路からの熱は走行風に放熱される。したがって、簡易な構成で、駆動回路の冷却効率をより一層高めることができる。 According to the above vehicle drive device, heat from the drive circuit is radiated to the traveling wind by passing the traveling wind through the space. Therefore, the cooling efficiency of the drive circuit can be further enhanced with a simple configuration.
好ましくは、車両は、前左右車輪および後左右車輪の一方をインホイールモータを駆動力源とし、かつ他方を内燃機関およびモータを駆動力源とするハイブリッド車両である。 Preferably, the vehicle is a hybrid vehicle in which one of the front left and right wheels and the rear left and right wheels is an in-wheel motor as a driving force source, and the other is an internal combustion engine and a motor as a driving force source.
上記の車両の駆動装置によれば、駆動系が小型化されたハイブリッド車両が実現される。 According to the vehicle drive device described above, a hybrid vehicle with a reduced drive system is realized.
この発明によれば、車両の駆動装置は、車両の駆動輪に連結されたインホイールモータと、電源から電力の供給を受けて前記インホイールモータを駆動制御する駆動回路とを備える。駆動回路は、車体のうちの車両側部骨格部材と車両側方衝突時のエネルギ吸収部材との間に形成される空間部の側面上に配置される。 According to the present invention, a vehicle drive device includes an in-wheel motor coupled to a drive wheel of the vehicle, and a drive circuit that receives power supplied from a power source and controls the in-wheel motor. The drive circuit is disposed on the side surface of the space formed between the vehicle side frame member of the vehicle body and the energy absorbing member at the time of the vehicle side collision.
上記の車両の駆動装置によれば、駆動回路からの熱は車体に放熱されるため、冷却系統を設けることなく、駆動回路を簡易かつ効率良く冷却することができる。また、インホイールモータと駆動回路との間に配設される電力線の配線距離を短くすることができる。その結果、駆動装置を小型化することができる。 According to the vehicle drive device described above, since heat from the drive circuit is radiated to the vehicle body, the drive circuit can be simply and efficiently cooled without providing a cooling system. Moreover, the wiring distance of the electric power line arrange | positioned between an in-wheel motor and a drive circuit can be shortened. As a result, the drive device can be reduced in size.
この発明によれば、空間部は、車両の前後方向に延在して形成され、車両の前方端面に設けられて車両の走行中に生起される走行風を空間部に供給するための走行風導入口と、車両の後方端面に設けられて走行風を空間部から車両の外部に排出するための走行風排出口とを含む。 According to the present invention, the space portion is formed to extend in the front-rear direction of the vehicle, and is provided on the front end surface of the vehicle, and the traveling wind for supplying the traveling wind generated during the traveling of the vehicle to the space portion. An introduction port and a traveling wind discharge port provided on the rear end surface of the vehicle for discharging the traveling wind from the space to the outside of the vehicle are included.
上記の車両の駆動装置によれば、駆動回路からの熱は、車体に放熱されるとともに、空間部に導入される走行風に放熱されるため、駆動回路の冷却効率をより一層高めることができる。 According to the vehicle drive device described above, the heat from the drive circuit is radiated to the vehicle body and is also radiated to the traveling wind introduced into the space, so that the cooling efficiency of the drive circuit can be further enhanced. .
この発明によれば、インホイールモータ駆動方式の車両において、駆動装置の小型化と装置外部への放熱性の確保とを両立させることができる。その結果、エンジンルーム、客室および荷室のスペースを犠牲にすることなく、駆動装置を搭載することができる。 According to this invention, in an in-wheel motor drive type vehicle, it is possible to achieve both reduction in size of the drive device and securing heat dissipation to the outside of the device. As a result, the drive device can be mounted without sacrificing space in the engine room, the passenger compartment, and the cargo compartment.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1は、この発明の実施の形態による車両の駆動装置を搭載した車両の駆動系を示す概略ブロック図である。 FIG. 1 is a schematic block diagram showing a vehicle drive system equipped with a vehicle drive apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、車両100は、たとえばハイブリッド四輪駆動車からなる。ハイブリッド四輪駆動車は、左右前車輪FL,FRがエンジンENGとフロントモータジェネレータMG2とにより駆動され、かつ、左右後車輪RL,RRがモータジェネレータMGL,MGRにより独立に駆動される、二輪独立駆動方式を採用する。
Referring to FIG. 1,
なお、ハイブリッド四輪駆動車は、図1の構成以外に、左右前車輪FL,FRをモータジェネレータMGL,MGRにより独立に駆動し、かつ、左右後車輪RL,RRをエンジンENGおよびリヤモータジェネレータにより駆動する構成としても良い。もしくは、車両100を、左右前車輪FL,FRおよび左右後車輪RL,RRのいずれか一方をモータジェネレータMGL,MGRにより独立に駆動する、二輪独立駆動方式の電気自動車としても良い。
In the hybrid four-wheel drive vehicle, the left and right front wheels FL and FR are independently driven by the motor generators MGL and MGR, and the left and right rear wheels RL and RR are driven by the engine ENG and the rear motor generator. It may be configured to drive. Alternatively,
車両100は、左右後車輪RL,RRの駆動装置として、モータジェネレータMGL,MGRと、減速機10,12と、インバータ14L,14Rと、電子制御ユニット(Electrical Control Unit:ECU)3と、バッテリBとを備える。
The
モータジェネレータMGL,MGRは、左右後車輪RL,RRの駆動軸8,9にそれぞれ連結され、それぞれを独立に駆動する。モータジェネレータMGL,MGRは、対応する車輪のホイールの内側に組み込まれたインホールモータ形式が採用される。
Motor generators MGL and MGR are connected to drive
モータジェネレータMGR,MGLは、たとえば三相交流電動機であり、バッテリBに蓄えられた電力によって駆動される。モータジェネレータMGRの駆動力は、減速機12を介して右後車輪RRの駆動軸9に伝達される。モータジェネレータMGLの駆動力は、減速機10を介して左後車輪RLの駆動軸8に伝達される。
Motor generators MGR and MGL are, for example, three-phase AC motors, and are driven by electric power stored in battery B. The driving force of the motor generator MGR is transmitted to the
また、車両100の回生制動時には、モータジェネレータMGL,MGRはそれぞれ、減速機10,12を介して左右後車輪RL,RRにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータMGL,MGRにより発電された回生電力は、インバータ14L,14Rを介してバッテリBに充電される。
At the time of regenerative braking of
バッテリB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が適用される。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てもよい。 As the battery B, a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, a fuel cell, or the like is applied. In addition, a large-capacity capacitor such as an electric double layer capacitor may be used as a power storage device instead of the battery B.
インバータ14L,14Rは、モータジェネレータMGL,MGRをそれぞれ駆動制御する。インバータ14Lは、図示は省略するが、U相アームと、V相アームと、W相アームとからなる。各相アームは、電源ラインとアースラインとの間に直列接続された2個のパワー素子からなる。各相アームの中間点は、電力線16によりモータジェネレータMGL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MGLは、U,V,W相の3つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がU相アームの中間点に、V相コイルの他端がV相アームの中間点に、W相コイルの他端がW相アームの中間点にそれぞれ接続されている。
インバータ14Rは、インバータ14Lと同様の構成からなり、各相アームの中間点が電力線18によりモータジェネレータMGRの各相コイルの各相端に接続されている。
インバータ14L,14Rは、バッテリBから直流電圧が供給されるとECU3からの信号PWML,PWMRに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMGL,MGRをそれぞれ駆動する。これにより、モータジェネレータMGL,MGRは、要求駆動トルクに従ったトルクを発生するように駆動される。
When a DC voltage is supplied from battery B,
また、インバータ14L,14Rは、車両100の回生制動時、モータジェネレータMGL,MGRが発電した交流電圧をECU3からの信号PWML,PWMRに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリBへ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両100を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。
車両100は、さらに、左右前車輪FL,FRの駆動装置として、エンジンENGと、フロント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、フロントモータジェネレータMG1,MG2の駆動制御を行なうインバータ140とを備える。
エンジンENGは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギを源として駆動力を発生する。エンジンENGの発生する駆動力は、動力分割機構PSDにより、直流電力を発電するフロントモータジェネレータMG1へ伝達される経路と、減速機RDを介して左右前車輪FL,FRを駆動する駆動軸に伝達する経路とに分割される。 The engine ENG generates driving force using the combustion energy of fuel such as gasoline as a source. The driving force generated by the engine ENG is transmitted to the front motor generator MG1 that generates DC power by the power split mechanism PSD and the driving shaft that drives the left and right front wheels FL and FR via the reduction gear RD. The route is divided into
フロントモータジェネレータMG1は、動力分割機構PSDを介して伝達されたエンジンENGからの駆動力によって回転されて発電する。フロントモータジェネレータMG1の発電した電力は、電力線を介してインバータ140に供給され、バッテリBの充電電力として、あるいは、フロントモータジェネレータMG2の駆動電力として用いられる。
Front motor generator MG1 is rotated by the driving force from engine ENG transmitted through power split device PSD to generate electric power. The electric power generated by the front motor generator MG1 is supplied to the
フロントモータジェネレータMG2は、インバータ140から電力線に供給された交流電力によって回転駆動される。フロントモータジェネレータMG2によって生じた駆動力は、減速機RDを介して左右前車輪FL,FRの駆動軸へ伝達される。
Front motor generator MG2 is rotationally driven by AC power supplied from
また、回生制動動作時にフロントモータジェネレータMG2が車輪FL,FRの減速に伴なって回転される場合には、フロントモータジェネレータMG2に生じた起電力が電力線に供給される。この場合には、インバータ140が電力線に供給された電力を直流電力に変換してバッテリBを充電する。
When the front motor generator MG2 is rotated along with the deceleration of the wheels FL and FR during the regenerative braking operation, the electromotive force generated in the front motor generator MG2 is supplied to the power line. In this case, the
車両100は、さらに、アクセルペダルポジションAPを検出するアクセルポジションセンサ90と、ブレーキペダルポジションBPを検出するブレーキペダルポジションセンサ92と、シフトポジションSPを検出するシフトポジションセンサ94と、ハンドル7と、ハンドル7の操舵角θsを検出する操舵角センサ96とを備える。車両100は、さらに、車輪FL,FR,RL,RRの回転速度ωFL,ωFR,ωRL,ωRRを検出する車輪速センサ40,42,44,46を備える。これらのセンサからの検出信号は、ECU3へ入力される。
The
ECU3は、エンジンENG、インバータ14L,14R,140およびバッテリBと電気的に接続されており、エンジンENGの運転状態と、モータジェネレータMGR,MGLおよびフロントモータジェネレータMG1,MG2の駆動状態と、バッテリBの充電状態とを統合的に制御する。
ECU3は、各種センサからの検出信号を受けると、これらの検出信号に基づいて車両100に要求される駆動トルクを算出する。そして、ECU3は、その算出した車両100の要求駆動トルクに基づいて、インバータ14L,14Rに対してバッテリBからの直流電圧をモータジェネレータMGL,MGRを駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう信号PMWL,PWMRを生成し、その生成した信号PWML,PWMRをインバータ14L,14Rへそれぞれ出力する。また、ECU3は、インバータ14L,14Rに対してモータジェネレータMGL,MGRで発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリBに戻す回生指示を行なう信号PWML,PWMRを生成し、その生成した信号PWML,PWMRをインバータ14L,14Rへ出力する。
When
また、ECU3は、算出した車両100の要求駆動トルクに基づいて、インバータ140に対してバッテリBからの直流電圧をフロントモータジェネレータMG1,MG2を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう信号PMWI1,PWMI2を生成し、その生成した信号PWMI1,PWMI2をインバータ140へそれぞれ出力する。また、ECU3は、インバータ140に対してフロントモータジェネレータMG1,MG2で発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリBに戻す回生指示を行なう信号PWMI1,PWMI2を生成し、その生成した信号PWMI1,PWMI2をインバータ140へ出力する。
Further,
図2は、図1の車両100における駆動装置の概略図である。
図2を参照して、駆動装置は、たとえば図1の右後車輪RRを駆動する。なお、図示は省略するが、図1の左後車輪RLについても、図2と同様の構成からなる駆動装置が設けられる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a driving device in the
Referring to FIG. 2, the drive device drives, for example, right rear wheel RR in FIG. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the drive device which consists of a structure similar to FIG. 2 is provided also about the left rear wheel RL of FIG.
右後車輪RRは、ホイールディスク22と、ホイールハブ23と、等速ジョイント25と、ブレーキロータ24と、モータジェネレータMGRと、減速機12と、シャフト34と、タイヤ20とを含む。
The right rear wheel RR includes a
ホイールディスク22は、略カップ型形状を有し、ディスク部をネジによってホイールハブ23に締結することによりホイールハブ23と連結される。ホイールハブ23は、等速ジョイント25を内蔵し、その内蔵した等速ジョイント25を介してシャフト34に連結される。
The
等速ジョイント25は、インナー250と、ボール251とを含む。インナー250は、シャフト34に嵌合される。ボール251は、シャフト34の回転軸方向に設けられたホイールハブ23の溝とインナー250の溝とに噛合っており、シャフト34の回転に伴なってホイールハブ23を回転させる。また、ボール251は、ホイールハブ23およびインナー250に設けられた溝に沿ってシャフト34の回転軸方向に移動可能である。
The constant velocity joint 25 includes an inner 250 and a
ブレーキロータ24は、内周端がネジによってホイールハブ23の外周端に固定され、外周端がブレーキキャリパ(図示せず)を通過するように配置される。
The
モータジェネレータMGR、減速機12およびシャフト34は、図示しないケースに収納されてホイールハブ23の紙面左側に配置され、インホイールモータを構成する。
The motor generator MGR, the
モータジェネレータMGRは、ステータコア32と、ステータコイル33と、ロータ30とを含む。ステータコイル33は、ステータコア32に巻回される。モータジェネレータMGRが三相モータである場合、ステータコイル33は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルからなる。
Motor generator MGR includes a
ロータ30は、ステータコア32およびステータコイル33の内周側に配置される。
減速機12は、たとえばプラネタリギヤからなる。プラネタリギヤは、図示は省略するが、モータジェネレータMGRのロータ30に連結されるサンギヤ軸と、サンギヤ軸に連結されるサンギヤと、ピニオンギヤと、ピニオンギヤに連結され、かつシャフト34にスプライン嵌合されるプラネタリキャリアと、ケースに固定されるリングギヤと、ピニオンギヤに支持されるピンとを含む。
The
The
電力線18は、モータジェネレータMGRのステータコイル33とインバータ14Rとの間に配設される。電力線18は、ステータコイル33のU相コイル、V相コイルおよびW相コイルに対応した3つのケーブルからなる。
インバータ14Rは、パワー素子を有し、このパワー素子をスイッチング動作させることによって、バッテリBからの直流電力を交流電力に変換する。このとき、インバータ14Rは、パワー素子が発熱することによって素子温度が上昇するため、冷却を必要とする。
The
ここで、インバータの冷却系統としては、例えばインバータに冷却水を通流させるための冷却水経路を設け、冷却水を専用のラジエータによって冷却する構成が従来より採用されている。 Here, as a cooling system for the inverter, for example, a configuration in which, for example, a cooling water path for allowing the cooling water to flow through the inverter is provided and the cooling water is cooled by a dedicated radiator has been conventionally employed.
しかしながら、インホイールモータごとに設けられる複数のインバータの各々に対してこのような冷却系統を設けることは、駆動装置を大型化させるため、車両100の室内空間を著しく侵食することになる。また、駆動装置の軽量化を阻害する要因ともなる。
However, providing such a cooling system for each of the plurality of inverters provided for each in-wheel motor significantly erodes the indoor space of the
そこで、この発明による駆動装置は、インホイールモータごとに設けられるインバータを簡易な構成で効率良く冷却するために、図3に示すインバータの搭載構造を採用とすることを特徴とする。これによれば、車両100の室内空間を犠牲にすることなく、インバータの冷却性能を確保することができる。
Therefore, the drive device according to the present invention employs the inverter mounting structure shown in FIG. 3 in order to efficiently cool the inverter provided for each in-wheel motor with a simple configuration. According to this, the cooling performance of the inverter can be ensured without sacrificing the indoor space of the
図3は、図1の車両100におけるインバータ14L,14Rの搭載構造を説明するための概略図である。詳細には、図3は、車両100の車体構造を示す斜視図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the mounting structure of
図3を参照して、車両100には、車両幅方向(車両側方)において、車両側面の一部を形成するロッカーパネル52Lが車両前後方向に延在している。ロッカーパネル52Lは、車両側部骨格部材を構成する。さらに、ロッカーパネル52Lの車両幅方向内側には、サイドメンバー50Lが、ロッカーパネル52Lと略平行に車両前後方向に延在して設けられる。サイドメンバー50Lは、車両幅方向に配設されたフロントフロアクロスメンバー64およびリヤフロアクロスメンバー66に結合されており、主に車両側方衝突時のエネルギを効率良く吸収・分散させ、車室の変形を最小限に抑える役割を果たす。なお、ロッカーパネル52Lおよびサイドメンバー50Lは、高伝熱性を有する金属からなる。
Referring to FIG. 3, in
さらに、ロッカーパネル52Lとサイドメンバー50Lとは、車両上下方向の両端面が結合されている。これにより、ロッカーパネル52Lの車両幅方向内側面と、サイドメンバー50Lの車両幅方向外側面との間には、車両前後方向に延在する空間部60Lが形成される。空間部60Lは、車両前後方向に延在する略筒状の構造を有するため、内部への漏水が遮断されている。
Further, the
車両100は、図1で説明したように、左右後車輪RL,RRがモータジェネレータMGL,MGRにより独立に駆動される二輪独立駆動方式を採用する。したがって、左右後車輪RL,RRには、ホイールの内側に組み込まれたモータジェネレータMGL,MGRがそれぞれ配される。
As described with reference to FIG. 1,
以上の構成において、本発明の実施の形態に係る駆動装置は、インバータ14L,14Rの搭載構造にその特徴を有する。
In the above configuration, the drive device according to the embodiment of the present invention has a feature in the mounting structure of the
具体的には、モータジェネレータMGLを駆動制御するインバータ14Lは、図3に示すように、ロッカーパネル52Lとサイドメンバー50Lとの間に形成される空間部60Lの側面上に搭載される。また、図示は省略するが、モータジェネレータMGRを駆動制御するインバータ14Rも同様に、車両100の右方側面に位置するロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部の側面上に搭載される。
Specifically, as shown in FIG. 3,
このようにインバータ14L,14Rをロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部の側面上にそれぞれ搭載したことによって、本発明の実施の形態による駆動装置は、装置規模および冷却性能の点で、以下に述べる効果を奏する。
As described above, the
第1に、個々に冷却系統を設けることなく、インバータ14L,14Rを効率良く冷却することが可能となる。
First, the
詳細には、モータジェネレータMGLを駆動したときにインバータ14Lのパワー素子に発生する熱は、ロッカーパネル52Lおよびサイドメンバー50Lに放熱される。そして、高伝熱性の金属からなるロッカーパネル52Lおよびサイドメンバー50Lに吸収された熱は、車体に伝搬される。これにより、インバータ14Lが冷却される。インバータ14Rも同様に、モータジェネレータMGRを駆動したときにパワー素子に発生する熱が車両100の右方側面のロッカーパネルとサイドメンバーとに放熱されることによって冷却される。したがって、個々に冷却系統を設けることなく、インバータ14L,14Rを簡易かつ効率良く冷却することができる。その結果、駆動装置の小型化が実現されるため、車両100の室内空間を確保できる。
Specifically, heat generated in the power element of
さらに、図3に示すインバータ14L,14Rの搭載構造において、空間部60Lの車両前後方向の両端部(図中の領域RG1,RG2に相当)に、車両100の走行に伴なって生起される走行風の導入口および排出口をそれぞれ設けることにより、インバータ14L,14Rを、走行風によっても冷却することが可能となる。その結果、インバータ14L,14Rの冷却効率をより一層高めることができる。
Furthermore, in the mounting structure of
具体的には、図4に示すように、空間部60Lの車両前方側の端部には、走行風の導入口70が設けられる。さらに、空間部60Lの車両後方側の端部には、空間部60Lを通流した走行風を車両100外部へ排出するための排出口72が設けられる。
Specifically, as shown in FIG. 4, a traveling
これにより、モータジェネレータMGL,MGRを駆動して車両100を走行させると、走行風が導入口70を介して空間部60Lの内部に導入される。そして、走行風は、図中の矢印で示すように空間部60Lを通流し、その後、排出口72から車両100外部へ排出される。このとき、インバータ14Lからの熱が走行風に放熱されるため、インバータ14Lが冷却される。
Thus, when motor generators MGL and MGR are driven to travel
図5は、図4のA−A断面を示す断面図である。
図5を参照して、インバータ14Lを収容した筐体の一方側面には、ヒートシンク80が固定される。ヒートシンク80は、筐体の一方側面に固定された板状体82と、この板状体82を基部として板状体82の法線方向に突出して配された複数のフィン84とを有する。複数のフィン84の各々は、走行風の通流方向に延在し、かつ隣り合うフィンと互いに平行になるように配列される。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG.
Referring to FIG. 5,
このような構成とすることにより、図4の導入口70から空間部60L内部に導入された走行風は、隣接するフィン84の間に形成される間隙を流路として通流する。すなわち、隣接するフィン間の間隙は、冷却媒体流路を形成し、インバータ14Lに発生した熱は、この冷却媒体流路を通流する走行風に吸収される。
With such a configuration, the traveling wind introduced into the
すなわち、インバータ14Lに発生した熱は、図中の矢印で示すように、ロッカーパネル52Lおよびサイドメンバー50Lを経路として車体へ放熱されるとともに、空間部60Lを通流する走行風に放熱される。走行風は、車両100の走行速度が高くなるに従ってその風量が増加する。そのため、高速走行の加速など相対的に負荷が高い走行状態においては、インバータ14Lにおけるパワー素子の発熱量が増えるものの、冷却媒体流路を通流する走行風の風量も併せて増加することとなるため、素子温度の上昇を効果的に抑えることができる。
That is, the heat generated in the
なお、インバータ14L,14Rの冷却構造としては、本実施の形態による搭載構造と、個々に設けられた冷却系統とを併用させる構成としても良い。この場合、インバータ14L,14Rの放熱経路としては、車体、走行風および冷却媒体が併存することとなる。したがって、冷却系統を従来よりも小型なもので構成することが可能となり、駆動装置の小型化を図ることができる。
In addition, as a cooling structure of
さらに、かかる搭載構造による第2の効果としては、モータジェネレータMGL,MGRとインバータ14L,14Rとの間にそれぞれ配設される電力線16,18の配線長を短くすることができることが挙げられる。これによれば、電力線16,18にて生じる電力損失分を低減することが可能となる。
Furthermore, as a second effect of the mounting structure, it is possible to shorten the wiring length of the
また、第3の効果としては、上述したようにロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部が内部への漏水を遮断するように構成されることから、空間部に配置されるインバータ14L,14Rの防水機能が確保される。 Moreover, as a 3rd effect, since the space part formed between a rocker panel and a side member as mentioned above is comprised so that the water leakage to an inside may be interrupted | blocked, the inverter arrange | positioned in a space part The waterproof function of 14L and 14R is ensured.
以上のように、この発明の実施の形態によれば、インホイールモータを駆動制御するインバータを、車両側部骨格部材を構成するロッカーパネルと車両側方衝突時のエネルギ吸収部材であるのサイドメンバーとの間に形成される空間部に搭載したことにより、簡易かつ効率良くインバータを冷却することができる。また、電力線の配線長も短くできるため、駆動装置を小型化することができる。これにより、車両のエンジンルーム、客室および荷室のスペースを犠牲にすることなく、駆動回路を搭載することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the inverter that drives and controls the in-wheel motor includes the rocker panel that constitutes the vehicle side frame member and the side member that is the energy absorbing member at the time of the vehicle side collision. The inverter can be cooled easily and efficiently by being mounted in the space formed between the two. Further, since the wiring length of the power line can be shortened, the driving device can be reduced in size. As a result, the drive circuit can be mounted without sacrificing the space of the engine room, the passenger compartment, and the cargo compartment of the vehicle.
なお、本実施の形態では、左右後車輪をインホイールモータによって独立駆動する場合について説明したが、左右前車輪をインホイールモータによって独立駆動する場合においても同様に、上記の空間部にインバータの各々を搭載することにより、同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the case where the left and right rear wheels are independently driven by the in-wheel motor has been described. Similarly, when the left and right front wheels are independently driven by the in-wheel motor, each of the inverters is similarly provided in the space portion. A similar effect can be obtained by mounting.
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、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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、車輪独立駆動式車両に搭載される駆動装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a drive device mounted on a wheel independent drive type vehicle.
3 ECU、7 ハンドル、8,9 駆動軸、10,12 減速機、14L,14R,140 インバータ、16,18 電力線、20 タイヤ、22 ホイールディスク、23 ホイールハブ、24 ブレーキロータ、25 等速ジョイント、30 ロータ、32 ステータコア、33 ステータコイル、34 シャフト、40,42,44,46 車輪速センサ、50L サイドメンバー、52L ロッカーパネル、60L 空間部、64 フロントフロアクロスメンバー、66 リヤフロアクロスメンバー、70 導入口、72 排出口、80 ヒートシンク、82 板状体、84 フィン、90 アクセルポジションセンサ、92 ブレーキペダルポジションセンサ、94 シフトポジションセンサ、96 操舵角センサ、100 車両、250 インナー、251 ボール、FL,FR,RL,RR 車輪、MG1,MG2 フロントモータジェネレータ、MGL,MGR モータジェネレータ、RD 減速機。 3 ECU, 7 Handle, 8, 9 Drive shaft, 10, 12 Reducer, 14L, 14R, 140 Inverter, 16, 18 Power line, 20 Tire, 22 Wheel disk, 23 Wheel hub, 24 Brake rotor, 25 Constant velocity joint, 30 rotor, 32 stator core, 33 stator coil, 34 shaft, 40, 42, 44, 46 wheel speed sensor, 50L side member, 52L rocker panel, 60L space, 64 front floor cross member, 66 rear floor cross member, 70 inlet , 72 outlet, 80 heat sink, 82 plate, 84 fin, 90 accelerator position sensor, 92 brake pedal position sensor, 94 shift position sensor, 96 steering angle sensor, 100 vehicle, 250 inner , 251 balls, FL, FR, RL, RR wheels, MG1, MG2 front motor generator, MGL, MGR motor generator, RD reducer.
Claims (5)
電源から電力の供給を受けて前記インホイールモータを駆動制御する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、前記車両のロッカーパネルとサイドメンバーとの間に形成される空間部の側面上に配置される、車両の駆動装置。 An in-wheel motor coupled to the drive wheels of the vehicle;
A drive circuit that receives power from a power supply and drives and controls the in-wheel motor,
The drive circuit according to claim 1, wherein the drive circuit is disposed on a side surface of a space formed between a rocker panel and a side member of the vehicle.
前記車両の前方側端部に設けられ、前記車両の走行中に生起される走行風を前記空間部に供給するための走行風導入口と、
前記車両の後方側端部に設けられ、前記走行風を前記空間部から前記車両の外部に排出するための走行風排出口とを含む、請求項1に記載の車両の駆動装置。 The space portion is formed to extend in the front-rear direction of the vehicle,
A traveling wind inlet provided at a front side end of the vehicle for supplying traveling air generated during traveling of the vehicle to the space;
2. The vehicle drive device according to claim 1, further comprising a traveling wind discharge port provided at a rear side end portion of the vehicle and configured to discharge the traveling wind from the space portion to the outside of the vehicle.
電源から電力の供給を受けて前記インホイールモータを駆動制御する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、車体のうちの車両側部骨格部材と車両側方衝突時のエネルギ吸収部材との間に形成される空間部の側面上に配置される、車両の駆動装置。 An in-wheel motor coupled to the drive wheels of the vehicle;
A drive circuit that receives power from a power supply and drives and controls the in-wheel motor,
The drive circuit is a vehicle drive device disposed on a side surface of a space portion formed between a vehicle side skeleton member of a vehicle body and an energy absorbing member at the time of a vehicle side collision.
前記車両の前方側端部に設けられ、前記車両の走行中に生起される走行風を前記空間部に供給するための走行風導入口と、
前記車両の後方側端部に設けられ、前記走行風を前記空間部から前記車両の外部に排出するための走行風排出口とを含む、請求項4に記載の車両の駆動装置。 The space portion is formed to extend in the front-rear direction of the vehicle,
A traveling wind inlet provided at a front side end of the vehicle for supplying traveling air generated during traveling of the vehicle to the space;
5. The vehicle drive device according to claim 4, further comprising a traveling wind discharge port provided at a rear side end portion of the vehicle for discharging the traveling wind from the space portion to the outside of the vehicle.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-12-27 JP JP2005375735A patent/JP2007181293A/en active Pending
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