JP2020061825A

JP2020061825A - 車両

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Publication number: JP2020061825A
Application number: JP2018190258A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　貴紀; Takanori Suzuki; 貴紀鈴木; 琢郎冨永; takuro Tominaga; 彰悟野村; Shogo Nozaki; 柾伍津村; Shogo Tsumura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2038-10-05
Also published as: US10875396B2; US20200108707A1; CN111002809A; CN111002809B; JP6740314B2

Abstract

【課題】電気接続部に作用する応力を低減できる駆動装置ユニットを提供する。【解決手段】駆動装置ユニット３０は、車両１を駆動するモータＭＯＴと、モータＭＯＴを収容する駆動装置３１と、モータＭＯＴを制御するＰＣＵ３２と、を備える。駆動装置３１及びＰＣＵ３２は水平方向に並んで配置され、駆動装置３１とＰＣＵ３２とを電気的に接続する電気接続部３５は、駆動装置３１とＰＣＵ３２との合わせ部Ｂに配置されている。駆動装置３１及びＰＣＵ３２は、電気接続部３５の近傍において、駆動装置３１とＰＣＵ３２とを直接固定する第１固定部３６と、電気接続部３５から離れた位置において、駆動装置３１とＰＣＵ３２とをスティフナ３７を介して固定する第２固定部３８と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、車両に搭載される駆動装置ユニットに関する。

特許文献１には、電動機が収容されるパワープラントを車両のリアスペースに配置するとともに、床下に配置したバッテリの電力で電動機を駆動させる電気自動車が記載されている。電動機は、インバータユニットを介してバッテリに接続されており、インバータユニットによって電動機の回転数等が制御される。

特開２００９−２２７０８３号公報

しかしながら、特許文献１には、パワープラントとインバータユニットとを電気的に接続する電気接続部についての開示がなく、電気接続部に作用する応力対策については改善の余地が残されていた。

本発明は、駆動装置と電動機制御装置とを電気的に接続する電気接続部に作用する応力を低減できる駆動装置ユニットを提供する。

本発明は、
車両を駆動する電動機と、
該電動機を収容する駆動装置と、
前記電動機を制御する電動機制御装置と、を備える駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は水平方向に並んで配置され、
前記駆動装置と前記電動機制御装置とを電気的に接続する電気接続部は、前記駆動装置と前記電動機制御装置との合わせ部に配置され、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は、
前記電気接続部の近傍において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とを直接固定する第１固定部と、
前記電気接続部から離れた位置において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とをスティフナを介して固定する第２固定部と、を有する。

本発明によれば、電気接続部の近傍で駆動装置と電動機制御装置とを固定する第１固定部と、電気接続部から離れた位置で駆動装置と電動機制御装置とを固定する第２固定部とにより、振動を抑制し、電気接続部に作用する応力を低減できる。

本発明の一実施形態の車両の全体構造を示す概略側面図である。図１の車両の床下構造を示す平面図である。図１の車両のケーブル配置を説明する側面図である。図１の車両の電気機器を含む駆動装置ユニット及びその周辺の平面図である。図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の斜視図である。図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の正面図である。図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の背面図である。図１の車両の駆動装置ユニットの電気接続部を示す要部斜視図である。図１の車両の駆動装置ユニットの電気接続部を示す要部断面図である。図１の車両の駆動装置ユニットの第２固定部及びその周辺の斜視図である。

以下、本発明の駆動装置ユニットの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

［車両の全体構造］
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態の車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室１０とその前方のフロントルーム２０とに区画形成されている。車室１０には、前部座席１１及び後部座席１２が設けられている。後部座席１２の後方におけるフロアパネル２の下方には、電気機器としての駆動装置ユニット３０が設けられている。駆動装置ユニット３０は、左右の後輪５を駆動する。つまり、この車両１は、左右の後輪５を駆動輪とし、左右の前輪４を従動輪としている。各前輪４及び各後輪５は、それぞれサスペンション支持部６に支持される不図示のサスペンションを介して車体フレーム５０に支持されている。

車室１０の下方には、複数のバッテリモジュール６０ａから構成されるバッテリ６０が配置されている。バッテリ６０はバッテリケース６１に収容されてフロアパネル２の下方に配置されている。

車体フレーム５０は、前後方向に延設される左右一対のサイドメンバ５１、５２と、左右方向に延設されサイドメンバ５１、５２間を連結する複数のクロスメンバ５３と、駆動装置ユニット３０を囲むように矩形形状を有するサブフレーム５４と、を備える。サブフレーム５４は、両サイドメンバ５１、５２に支持された一対のサブサイドメンバ５５、５６と、両サブサイドメンバ５５、５６間を繋ぐ前フレームメンバ５７及び後フレームメンバ５８と、を備える。

［駆動装置ユニット］
図４及び図５に示すように、駆動装置ユニット３０は、後マウント部５４２を介して後フレームメンバ５８に固定されるとともに、一対の前マウント部５４１を介して前フレームメンバ５７に固定されている。駆動装置ユニット３０は、電動機としてのモータＭＯＴを収容する駆動装置３１と、モータＭＯＴを制御する電動機制御装置としてのＰＣＵ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３２と、を備える。駆動装置３１には、変速機（不図示）が設けられ、モータＭＯＴのトルクが変速機を介して出力軸３１９に伝達され、出力軸３１９から後輪５に伝達される。駆動装置３１及びＰＣＵ３２は、上面視で車両１の幅方向に並んで配置されている。

図６及び図７も参照して、駆動装置３１及びＰＣＵ３２の内部の電気回路は、電気接続部３５を介して電気的に接続されている。電気接続部３５は、上面視で駆動装置３１とＰＣＵ３２との合わせ部Ｂに配置されている。また、駆動装置３１及びＰＣＵ３２は、車両１の前後方向において、電気接続部３５から離れた位置であって、前後方向を向く（左右方向に沿う）駆動装置３１の後面３１ａと、駆動装置３１の後面３１ａと略直交し、左右方向を向く（前後方向に沿う）ＰＣＵ３２の側面３２ｆと、により形成された空間部Ｓを有する。

［ケーブル配置］
図２及び図３に示すように、フロントルーム２０には、車両１の先端上部に設けられた図示しない充電ポートに接続されるジャンクションボックス８０が設けられている。ジャンクションボックス８０は、バッテリケーブル８１を介してバッテリ６０に接続され、ＰＣＵケーブル８２を介してＰＣＵ３２に接続されている。ＰＣＵケーブル８２は、ジャンクションボックス８０から延びる第１ケーブル８２１とＰＣＵ３２から延びる第２ケーブル８２２とを有し、第１ケーブル８２１と第２ケーブル８２２とが、バッテリ６０と駆動装置ユニット３０との間に位置するクロスメンバ５３の下面に固定されたジョイントボックス８を介して互いに接続される。

［ケーブル接続部］
図５〜図７に示すように、ＰＣＵ３２のケーブル接続部３３は、車両１の後方側であり且つＰＣＵ３２の後方側の最後面３２ａよりも前方側（内側）、且つ駆動装置ユニット３０の上面３０ａのうち最も高い位置に位置するＰＣＵ３２の最上面３０ｂよりも低い位置に配置されている。ＰＣＵケーブル８２は、上面視で、ケーブル接続部３３から車両１の幅方向において左側に延びる第１線部８２ａと、第１線部８２ａから連続して前後方向において前方側に延びる第２線部８２ｂと、第２線部８２ｂから連続して幅方向において右側に延びる第３線部８２ｃと、を備え、駆動装置３１の上面３０ａに沿うように配置されている。

また、図５及び図７に示すように、ケーブル接続部３３は、電気接続部３５よりも後方で、駆動装置３１の後面３１ａ及びＰＣＵ３２の側面３２ｆにより形成された前述の空間部Ｓにおいて、ＰＣＵ３２の側面３２ｆに配置されている。このような配置構成によれば、ケーブル接続部３３が少なくとも２方向を剛体で囲まれることで、車両１の衝突時等における損傷を回避できる。さらにケーブル接続部３３は、電気接続部３５よりも車室１０から離間する遠位側に位置するので、車両１の衝突時等に仮にＰＣＵケーブル８２がケーブル接続部３３から外れたとしても、車室１０への影響を低減できる。

また、図４に示すように、ケーブル接続部３３は、後マウント部５４２よりも前方側に配置されている。車両１の後方側に配置された駆動装置ユニット３０のケーブル接続部３３が、後マウント部５４２よりも前方側に配置されるので、駆動装置ユニット３０への影響が比較的大きい後方側からの荷重入力時にケーブル接続部３３が後マウント部５４２により保護される。

また、ケーブル接続部３３は、車両１の幅方向において後マウント部５４２の近傍に配置されている。このように、後マウント部５４２に近い位置にケーブル接続部３３を設けることにより、車両旋回時におけるケーブル接続部３３の変位が小さくなりケーブル接続部３３に作用する応力が軽減される。

［電気接続部］
図８及び図９に示すように、本実施形態の電気接続部３５は、３本のバスバー３５１と、これらのバスバー３５１を絶縁状態で保持する保持部材３５２と、を備える。電気接続部３５は、バスバー３５１がＰＣＵ３２のインバータと電気的に接続される状態でＰＣＵ３２のケース３２１に取り付けられる。ＰＣＵ３２のケース３２１に取り付けられた電気接続部３５は、図８に示すように、一端側がＰＣＵ３２のケース３２１内に配置され、他端側がＰＣＵ３２のケース３２１（合わせ部Ｂ）から車幅方向に突出している。電気接続部３５の他端側は、ＰＣＵ３２を駆動装置３１に取り付ける際、駆動装置３１のケース３１１（合わせ部Ｂ）に形成される凹部３１２に挿入される。駆動装置３１のケース３１１は、凹部３１２に挿入された電気接続部３５のバスバー３５１を目視可能な作業窓３１３と、該作業窓３１３を開閉可能に塞ぐカバー３１４と、を備えており、ケース３１１の外部から作業窓３１３を介してバスバー３５１とモータＭＯＴとの電気的な接続作業が行われる。

［第１固定部］
図８に示すように、駆動装置ユニット３０は、電気接続部３５の近傍において、駆動装置３１とＰＣＵ３２とを直接固定する第１固定部３６を備える。より具体的に説明すると、本実施形態の第１固定部３６は、駆動装置３１のケース３１１（合わせ部Ｂ）であって、前後方向に電気接続部３５を挟んで一対設けられ、各第１固定部３６は、ボルト３６２が緊締されるボルト締結孔３６３を備える。

［第２固定部］
図７及び図１０に示すように、駆動装置ユニット３０は、電気接続部３５から離れた位置において、駆動装置３１とＰＣＵ３２とをスティフナ３７を介して固定する第２固定部３８を備える。このような駆動装置ユニット３０によれば、電気接続部３５の近傍で駆動装置３１とＰＣＵ３２とを固定する第１固定部３６と、電気接続部３５から離れた位置で駆動装置３１とＰＣＵ３２とを固定する第２固定部３８とにより、振動を抑制し、電気接続部３５に作用する応力を低減できる。

また、電気接続部３５の近傍の第１固定部３６で駆動装置３１とＰＣＵ３２とを直接固定し、さらに電気接続部３５から離れた第２固定部３８でも駆動装置３１とＰＣＵ３２とを直接固定しようとすると、公差によって段差が発生し、段差によってシール漏れが発生する虞があるが、第２固定部３８においてスティフナ３７を介して駆動装置３１とＰＣＵ３２とを機械的に連結することで、駆動装置３１とＰＣＵ３２との交差を吸収することができる。

スティフナ３７は、図４に示すように、上面視で前述した空間部Ｓに配置されている。具体的には、車両１の前後方向において、電気接続部３５から離れた位置であって、前後方向を向く駆動装置３１の後面３１ａと、駆動装置３１の後面３１ａと略直交し、左右方向を向くＰＣＵ３２の側面３２ｆと、により形成された空間部Ｓにスティフナ３７が配置されている。このような配置構成によれば、デッドスペースを有効に活用できるだけでなく、スティフナ３７の張り出しを防止できる。

また、図７及び図１０に戻って、ＰＣＵ３２の側面３２ｆには、空間部Ｓを左右方向に沿って延びる延出部３２ｇが設けられている。スティフナ３７は、ＰＣＵ３２の延出部３２ｇに、ボルト３８１を介して上下方向に沿ってボルト締結される第１締結部３７１と、駆動装置３１の後面３１ａに一対のボルト３８２を介して前後方向に沿ってボルト締結される第２締結部３７２と、を備える。このような第２固定部３８によれば、車両衝突時、延出部３２ｇの破断によってＰＣＵ３２本体の破損を低減できる。また、破断した延出部３２ｇに残るボルト３８１は、上下方向に沿うので、駆動装置３１及びＰＣＵ３２に突き刺さることも防止できる。

また、ＰＣＵ３２に設けられる前述のケーブル接続部３３は、スティフナ３７の近傍に配置されている。具体的には、スティフナ３７に固定されるＰＣＵ３２の延出部３２ｇがケーブル接続部３３の下方に位置している。このような配置構成によれば、ケーブル接続部３３の振動が抑制されるので、車両走行時や旋回時に加わる加速力によって、ＰＣＵケーブル８２に加わる応力を緩和することができる。

また、スティフナ３７とケーブル接続部３３は、図７に示すように、上下方向にオーバーラップするように配置されている。このような配置構成によれば、スティフナ３７を設けてもケーブル接続部３３の周辺をコンパクトに構成できる。また、ＰＣＵケーブル８２は、可撓性を有するので、スティフナ３７との干渉を回避しつつ配索することができる。

また、スティフナ３７及びケーブル接続部３３は、後マウント部５４２と左右方向にオーバーラップするように配置されている。このような配置構成によれば、車両走行時や旋回時に加わる加速力によって、ＰＣＵケーブル８２に加わる応力を緩和することができる。また、車両衝突時に衝撃を後マウント部５４２が受けることで、スティフナ３７及びケーブル接続部３３を保護することができる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した実施形態では、２つの第１固定部３６と１つの第２固定部３８を示しているが、第１固定部３６及び第２固定部３８の数は１つでもよく、複数あってもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）車両（車両１）を駆動する電動機（モータＭＯＴ）と、
該電動機を収容する駆動装置（駆動装置３１）と、
前記電動機を制御する電動機制御装置（ＰＣＵ３２）と、を備える駆動装置ユニット（駆動装置ユニット３０）であって、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は水平方向（左右方向）に並んで配置され、
前記駆動装置と前記電動機制御装置とを電気的に接続する電気接続部（電気接続部３５）は、前記駆動装置と前記電動機制御装置との合わせ部（合わせ部Ｂ）に配置され、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は、
前記電気接続部の近傍において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とを直接固定する第１固定部（第１固定部３６）と、
前記電気接続部から離れた位置において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とをスティフナ（スティフナ３７）を介して固定する第２固定部（第２固定部３８）と、を有する、駆動装置ユニット。

（１）によれば、電気接続部の近傍で駆動装置と電動機制御装置とを固定する第１固定部と、電気接続部から離れた位置で駆動装置と電動機制御装置とを固定する第２固定部とにより、振動を抑制し、電気接続部に作用する応力を低減できる。
また、電気接続部の近傍の第１固定部で駆動装置と電動機制御装置とを直接固定し、さらに電気接続部から離れた第２固定部でも駆動装置と電動機制御装置とを直接固定しようとすると、公差によって段差が発生し、段差によってシール漏れが発生する虞があるが、第２固定部においてスティフナを介して駆動装置と電動機制御装置とを機械的に連結することで、駆動装置と電動機制御装置との交差を吸収することができる。なお、「水平方向」とは、上下方向に直交する方向であればよく、前後方向、左右方向、又はこれらの方向から傾斜した方向を含む。

（２）（１）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は第１方向（左右方向）に並んで配置され、
前記スティフナは、上面視で前記第１方向に直交する第２方向（前後方向）において、前記電気接続部から離れた位置であって、前記第２方向を向く前記駆動装置の端面（後面３１ａ）と、前記駆動装置の該端面と略直交し、前記第１方向を向く前記電動機制御装置の端面（側面３２ｆ）と、により形成された空間部（空間部Ｓ）に配置されている、駆動装置ユニット。

（２）によれば、スティフナは、電気接続部から離れた位置であって、略直交する駆動装置の端面と電動機制御装置の端面とにより形成された空間部に配置されるので、デッドスペースを有効に活用することができ、さらにスティフナの張り出しを防止できる。

（３）（２）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置の前記端面には、前記空間部を前記第１方向に沿って延びる延出部（延出部３２ｇ）が設けられ、
前記スティフナは、
前記電動機制御装置の前記延出部に、上下方向にボルト締結される第１締結部（第１締結部３７１）と、
前記駆動装置の前記端面に前記第２方向にボルト締結される第２締結部（第２締結部３７２）と、を備える、駆動装置ユニット。

（３）によれば、車両衝突時に電動機制御装置の延出部が破断しても、延出部に残るボルトによって電動機制御装置が損傷するのを抑制できる。

（４）（２）又は（３）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置には、電力線（ＰＣＵケーブル８２）が接続される電力線接続部（ケーブル接続部３３）が設けられ、
前記電力線接続部は、前記スティフナの近傍に設けられている、駆動装置ユニット。

（４）によれば、車両走行時や旋回時に加わる加速力によって、電力線に加わる応力を緩和することができる。

（５）（４）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記スティフナと前記電力線接続部は、上下方向にオーバーラップしている、駆動装置ユニット。

（５）によれば、スティフナと電動機制御装置の電力線接続部を上下方向にオーバーラップさせることで、ケーブルの可撓性を利用しながら、電力線接続部回りの構造を小型化できる。

（６）（４）又は（５）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置ユニットは、前記駆動装置ユニットを囲むように矩形形状を有するサブフレーム（サブフレーム５４）にマウント部（後マウント部５４２）を介して支持され、
前記スティフナ及び前記電力線接続部は、前記マウント部と前記第１方向にオーバーラップしている、駆動装置ユニット。

（６）によれば、車両走行時や旋回時に加わる加速力によって、電力線に加わる応力を緩和することができる。また、車両衝突時に衝撃をマウント部が受けることで、スティフナ及び電力線接続部を保護することができる。

（７）（３）に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置には、電力線（ＰＣＵケーブル８２）が接続される電力線接続部（ケーブル接続部３３）が設けられ、
前記延出部は、前記電力線接続部の下方に位置する、駆動装置ユニット。

（７）によれば、スティフナが固定される延出部の上方に電力線接続部を配置することで、車両走行時や旋回時に加わる加速力によって、電力線に加わる応力を緩和することができる。

１車両
３０駆動装置ユニット
３１駆動装置
３１ａ後面（端面）
３２ＰＣＵ（電動機制御装置）
３２ｆ側面（端面）
３２ｇ延出部
３３ケーブル接続部（電力線接続部）
３５電気接続部
３６第１固定部
３７スティフナ
３７１第１締結部
３７２第２締結部
３８第２固定部
５４サブフレーム
５４２後マウント部（マウント部）
８２ＰＣＵケーブル（電力線）

Claims

車両を駆動する電動機と、
該電動機を収容する駆動装置と、
前記電動機を制御する電動機制御装置と、を備える駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は水平方向に並んで配置され、
前記駆動装置と前記電動機制御装置とを電気的に接続する電気接続部は、前記駆動装置と前記電動機制御装置との合わせ部に配置され、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は、
前記電気接続部の近傍において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とを直接固定する第１固定部と、
前記電気接続部から離れた位置において、前記駆動装置と前記電動機制御装置とをスティフナを介して固定する第２固定部と、を有する、駆動装置ユニット。
請求項１に記載の駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置及び前記電動機制御装置は第１方向に並んで配置され、
前記スティフナは、上面視で前記第１方向に直交する第２方向において、前記電気接続部から離れた位置であって、前記第２方向を向く前記駆動装置の端面と、前記駆動装置の該端面と略直交し、前記第１方向を向く前記電動機制御装置の端面と、により形成された空間部に配置されている、駆動装置ユニット。
請求項２に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置の前記端面には、前記空間部を前記第１方向に沿って延びる延出部が設けられ、
前記スティフナは、
前記電動機制御装置の前記延出部に、上下方向にボルト締結される第１締結部と、
前記駆動装置の前記端面に前記第２方向にボルト締結される第２締結部と、を備える、駆動装置ユニット。
請求項２又は３に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置には、電力線が接続される電力線接続部が設けられ、
前記電力線接続部は、前記スティフナの近傍に設けられている、駆動装置ユニット。
請求項４に記載の駆動装置ユニットであって、
前記スティフナと前記電力線接続部は、上下方向にオーバーラップしている、駆動装置ユニット。
請求項４又は５に記載の駆動装置ユニットであって、
前記駆動装置ユニットは、前記駆動装置ユニットを囲むように矩形形状を有するサブフレームにマウント部を介して支持され、
前記スティフナ及び前記電力線接続部は、前記マウント部と前記第１方向にオーバーラップしている、駆動装置ユニット。
請求項３に記載の駆動装置ユニットであって、
前記電動機制御装置には、電力線が接続される電力線接続部が設けられ、
前記延出部は、前記電力線接続部の下方に位置する、駆動装置ユニット。