JP2021109628A

JP2021109628A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2021109628A
Application number: JP2020004539A
Authority: JP
Inventors: 誠加藤; Makoto Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2021-08-02

Abstract

【課題】小型な車両用駆動装置を提供する。【解決手段】車両用駆動装置は、モータと、駆動輪と連結されるデファレンシャルギアモジュールと、乗員のステアリング操作に応じて駆動輪の向きを変化させるＥＰＳモジュールと、モータの動力をデファレンシャルギアモジュールとＥＰＳモジュールへ分配して伝達させる動力分配機構とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用駆動装置に関する。

モータの回転力によって駆動輪を回転させる電気自動車が知られている。また、乗員のステアリング操作をモータの回転力により補助するステアリングシステムが知られている。
これらの技術は、例えば特許文献１に紹介されている。

特開２００２−１７６７０６号公報

駆動輪用のモータ及びステアリングシステム用のモータをそれぞれ車両に搭載すると、エンジンルーム内のスペースを多く占有してしまい、車両小型化の要請や意匠の自由度確保の要請に応えることが難しかった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、小型な車両用駆動装置を提供するものである。

本発明の具体的態様における車両用駆動装置は、モータと、駆動輪と連結されるデファレンシャルギアモジュールと、乗員のステアリング操作に応じて駆動輪の向きを変化させるＥＰＳモジュールと、モータの動力をデファレンシャルギアモジュールとＥＰＳモジュールへ分配して伝達させる動力分配機構とを備える。このように、一つのモータで駆動輪の駆動とステアリング操作のアシストを賄うことにより、エンジンルーム内の省スペース化を図ることができる。

本発明により、小型な車両用駆動装置を提供することができる。

本実施形態に係る車両用駆動装置の主な構成を示す概略構成図である。車両用駆動装置の主要部品の配置状態を示す概略配置図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る車両用駆動装置１０の主な構成を示す概略構成図である。車両用駆動装置１０は、主に、電力により回転するモータ３０と、駆動輪９０と連結されるデファレンシャルギアモジュール５０と、乗員のステアリング操作に応じて駆動輪９０の向きを変化させるＥＰＳモジュール６０と、モータ３０の動力をデファレンシャルギアモジュール５０とＥＰＳモジュール６０へ分配して伝達させる動力分配機構としての遊星歯車モジュール４０とを備える。

モータ３０は、ＥＣＵ２０からの制御信号によってその回転及び停止が制御される。ＥＣＵ２０は、例えば、乗員のアクセル操作を検知するアクセル開度センサからのセンサ信号を受信し、そのセンサ信号に応じた制御信号を生成してモータ３０へ送ることにより、モータ３０の回転速度を制御する。

遊星歯車モジュール４０は、モータ３０に連結されたサンギア４１でモータ３０からの動力を受け、サンギア４１と噛合するプラネタリギア４２と、プラネタリギア４２に噛合するアウタギア４３により、デファレンシャルギアモジュール５０への動力とＥＰＳモジュール６０への動力を分配する。具体的には、アウタギア４３と噛合するＤ伝達機構５１により、モータ３０からの動力の少なくとも一部がデファレンシャルギア５０へ伝達される。Ｄ伝達機構５１は、動力を伝達する歯車列によって構成される。デファレンシャルギア５０を構成する一対の差動歯車は、それぞれ車軸５２と接続されており、当該動力によって回転することにより、車軸５２を介して左右の駆動輪９０を駆動する。

遊星歯車モジュール４０のプラネタリキャリア４４のキャリア軸は、クラッチ６１の入力軸と接続されており、クラッチ６１の出力軸はＳ伝達機構６２と接続されている。クラッチ６１の接続及び切断は、ＥＣＵ２０の制御信号によって実行される。ＥＣＵ２０の制御信号によってクラッチ６１が接続状態に切り替えられると、モータ３０からの動力の少なくとも一部がＳ伝達機構６２を介してＥＰＳモジュール６０へ伝達される。Ｓ伝達機構６２は、動力を伝達する歯車列によって構成される。

ＥＰＳモジュール６０は、ラックとピニオンギアを含み、Ｓ伝達機構６２から伝達された動力により、ラック軸６３を車軸５２に平行な方向へ変位させる。ラック軸６３が変位されると、リンク機構により駆動輪９０の向きが変更される。また、ＥＰＳモジュール６０は、ＥＣＵ２０の制御信号によってピニオンギアの回転方向を反転させる反転機構を含む。乗員がステアリングを操作すると、トルクセンサがステアリング操作の操舵方向と操作トルクを検知する。ＥＣＵ２０は、トルクセンサからのセンサ信号を受信すると、操舵方向に応じた正転／反転の制御信号をＥＰＳモジュール６０の反転機構へ送信し、操舵トルクに応じた接続を実行する制御信号をクラッチ６１へ送信する。

図２は、車両用駆動装置１０の主要部品の配置状態を示す概略配置図である。図２（ａ）は、車両を見下ろした場合の様子を示し、図２（ｂ）は、車両を側方から見た場合の様子を示す。

図２（ａ）に示す駆動ユニット３０ａは、主に、モータ３０、遊星歯車モジュール４０、デファレンシャルギアモジュール５０、Ｄ伝達機構５１、Ｓ伝達機構６２を包含するユニットである。ＥＰＳモジュール６０を構成するギアボックス６０ａは、ラックとピニオンギアを含み、駆動ユニット３０に含まれるＳ伝達機構６２から動力を受けてラック軸６３を変位させる。図示するように、駆動ユニット３０ａ及びギアボックス６０ａは、両側方のＦｒサイドメンバ９１と、前方のバンパＲ／Ｆ９２に囲まれたエンジンルーム内に配置されている。

図２（ｂ）は、駆動ユニット３０ａ及びギアボックス６０ａの主要な機械要素を模式的に表し、その全体を包含する領域を点線で示している。図示するように、断面で見た場合に比較的大きな領域を占有する要素は、モータ３０、デファレンシャルギアモジュール５０、およびＤ伝達機構５１を構成するカウンタギア５１ａである。本実施形態においては、ＥＰＳモジュール６０が必要な動力をモータ３０から得るので、ＥＰＳモジュール６０のための専用モータを必要としないことから、車両用駆動装置がエンジンルーム内で占有するスペースを小さくすることができる。したがって、駆動装置等のレイアウトの自由度を高めることができたり、車両の大きさを小型化することができたりする。さらには、車両意匠の自由度を高めることにも寄与する。また、駆動装置の小型化は、衝突性能の向上においても効果を期待できる。

なお、以上説明した本実施形態においては、動力分配機構として遊星歯車モジュール４０を採用したが、動力分配機構はこれに限らない。動力分配機構は、モータ３０の動力をデファレンシャルギアモジュール５０とＥＰＳモジュール６０へ分配できる様々な機構を採用し得る。

１０…車両用駆動装置、２０…ＥＣＵ、３０…モータ、３０ａ…駆動ユニット、４０…遊星歯車モジュール、４１…サンギア、４２…プラネタリギア、４３…アウタギア、４４…プラネタリキャリア、５０…デファレンシャルギアモジュール、５１…Ｄ伝達機構、５１ａ…カウンタギア、５２…車軸、６０…ＥＰＳモジュール、６０ａ…ギアボックス、６１…クラッチ、６２…Ｓ伝達機構、６３…ラック軸、９０…駆動輪、９１…Ｆｒサイドメンバ、９２…バンパＲ／Ｆ

Claims

モータと、
駆動輪と連結されるデファレンシャルギアモジュールと、
乗員のステアリング操作に応じて前記駆動輪の向きを変化させるＥＰＳモジュールと、
前記モータの動力を前記デファレンシャルギアモジュールと前記ＥＰＳモジュールへ分配して伝達させる動力分配機構と
を備える車両用駆動装置。